Question

3．如圖所示，在“研究物體動能與哪些因素有關”的實驗中，將A、B、C三小球先后從同一裝置的h_A、h_B、h_C高處滾下（m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B）推動紙盒運動一段距離后靜止．
（1）實驗中通過觀察紙盒被推動距離的大小，來判斷小球動能的大�。�
（2）實驗中為了研究動能大小與質量的關系，需要控制小球撞擊時的速度不變，具體的控制方法是讓不同質量的小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下．
（3）要研究動能與速度的關系，我們應該選擇（a）、（c）兩圖來進行實驗．
（4）通過比較分析三次實驗，可以得出的結論是物體的動能大小與質量和速度有關，物體的質量越大，速度越大，動能越大．

Answer 1

分析 （1）若一個物體能夠對外做功，我們就說該物體具有能量，在實驗中我們一般將物體具有能量的多少轉化為其能對外做功的多少，
故此實驗把物體具有動能的大小轉換為木塊被撞擊后運動的距離，距離越遠表明小球的動能越大．
（2）實驗過程要采用控制變量法，當研究動能大小與質量的關系時，要讓鋼球沿斜面的同一高度自由滾下，這樣保證速度相同，
當研究動能大小與速度的關系時，應選擇同一鋼球從不同的高度釋放，這樣可以保證小球的質量相同；
（3）動能的決定因素有兩個：質量和速度，根據控制變量法的思路，去分析解決．要研究動能與質量的關系，必須保證速度相同，而質量不同．
（4）分別比較（a）、（b）和（a）、（c）根據實驗現(xiàn)象得出實驗結論，然后進行綜合分析即可．

解答 解：（1）在該實驗中我們用到了轉換的方法，即將小球動能的大小轉換為其對紙盒做功的多少來比較，
即小球推動紙盒越遠，其對紙盒所做的功就越多，具有的動能就越大；反之就越�。�
（2）由于動能的大小與質量和速度有關，故想研究動能大小與質量的關系，應控制速度不變，
故只需將不同質量的小球從同一高度由靜止釋放，比較其推動紙盒所移動的距離大小即可．
（3）要研究動能與速度的關系，必須保證質量相同，而速度不同，由此分析，應該選擇（a）、（c）兩圖來進行實驗．
（4）由（a）、（b）兩圖可知，兩個小球的質量相同，讓小球從斜面的不同高度滾下，改變的是小球的運動速度，探究動能與運動速度的關系；
實驗表明，相同質量的小球，速度越大，推動紙盒越遠，表明小球的動能越大．
得出的結論是：小球的質量相同時，速度越大，動能越大；
由（a）、（c）兩圖可知，兩個小球的質量不同，讓質量不同小球從斜面的同一高度滾下，速度相同，改變的小球的質量，探究動能與質量的關系；
實驗表明，兩小球從斜面同一高度下滑，速度相同，質量大的小球推動紙盒的距離遠，表明質量大的小球的動能大．
得出的結論是：小球的速度相同時，質量越大，動能越大；
綜上所述：物體的動能大小與質量和速度有關，物體的質量越大，速度越大，動能越大．
故答案為：（1）紙盒被推動距離；
（2）讓不同質量的小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下；
（3）（a）、（c）；
（4）物體的動能大小與質量和速度有關，物體的質量越大，速度越大，動能越大．

點評 在該題的實驗中，重點考查了我們對兩種實驗方法的理解和運用，一是轉換法，二是控制變量法，都是物理研究中常用的方法，值得我們研究和掌握．