Question

9．在探究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，讓質(zhì)量不同的鐵球從斜面的同一高度由靜止釋放，撞擊同一木塊，能將木塊撞出一段距離．如圖甲所示．請回答下列問題：

（1）從同一高度由靜止釋放的目的是使小球到達斜面的速度相同，該實驗的目的是研究鐵球的動能大小與質(zhì)量（選填“質(zhì)量”或“速度”）的關(guān)系．
（2）該實驗是通過觀察木塊移動的距離的大小，來說明鐵球?qū)δ緣K做功的多少．
（3）本實驗中若水平面絕對光滑則不能（填能，或不能）完成實驗，原因是鐵球與木塊將會做勻速直線運動．
（4）有同學將實驗裝置改進成圖乙所示，利用質(zhì)量相同的鐵球?qū)⑼�一彈簧壓縮不同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較可以研究鐵球的動能大小與速度（選填“質(zhì)量”或“速度”）的關(guān)系．
（5）該同學還想用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼�一彈簧壓縮相同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，探究鐵球的動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，這個設(shè)計方案是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的，原因是壓縮程度相同，小球的動能相同對木塊做的功相同，木塊移動的距離相同．

Answer 1

分析 （1）在探究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，若要研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應控制其運動的速度相同；
（2）動能的大小通過觀察木塊移動的距離來反映出來；
（3）如果水平面絕對光滑，鋼球和木塊將保持勻速直線運動，永遠運動下去．
（4）（5）結(jié)合控制變量法的要求，看是否合理的控制了相關(guān)變量，并改變了要研究的變量，這樣才能知道是否符合實驗要求．

解答 解：（1）根據(jù)實驗的要求可知，從同一高度由靜止釋放的目的是控制到達水平面速度相同，該實驗的目的是研究鐵球的動能大小與質(zhì)量的關(guān)系；
（2）實驗中，是通過觀察木塊移動的距離的大小，來說明鐵球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷出鐵球具有的動能的大小，這是轉(zhuǎn)換法的運用；
（3）木塊因受到摩擦力，最終靜止；若水平面絕對光滑，根據(jù)牛頓第一定律，鋼球和木塊將永遠一直運動下去，沒有運動距離的遠近之分，就不能達到比較距離來比較動能的目的了．
（4）質(zhì)量相同的鐵球?qū)⑼�一彈簧壓縮不同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較．可以研究鐵球的動能大小與速度的關(guān)系；
（5）觀察圖乙的裝置可知，若用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼�一彈簧壓縮相同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，撞擊的動能由彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化而來，而彈簧的彈性勢能的大小與形變程度有關(guān)，故彈簧勢能相同，轉(zhuǎn)化出的動能相同，因此，木塊最終移動的距離相同，這樣是不能完成實驗目的．
故答案為：（1）使小球到達斜面的速度相同；質(zhì)量；（2）木塊移動的距離；（3）不能；鐵球與木塊將會做勻速直線運動；（4）速度；（5）錯誤；壓縮程度相同，小球的動能相同對木塊做的功相同，木塊移動的距離相同．

點評 動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，注意控制變量法的應用，動能的大小通過小小球撞擊木塊的距離來反映動能的大小，體現(xiàn)了轉(zhuǎn)換法．