Question

12．小明為研究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)，讓小球靜止從斜面上滾下后與固定在右端的彈簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題：
（1）研究“動(dòng)能大小與質(zhì)量關(guān)系”的可操作性定義是：讓質(zhì)量不同的小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下，比較彈簧被壓縮的程度來(lái)比較小球的動(dòng)能大�。�
（2）實(shí)驗(yàn)中讓同一小球從斜面上不同高度滾下，當(dāng)高度越大（選填“越大”或“越小”）時(shí)，觀察到彈簧被壓縮得越短，說(shuō)明小球動(dòng)能大小與速度有關(guān)．
（3）進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中，小明還發(fā)現(xiàn)小球壓縮彈簧后被彈簧彈回到斜面上的高度與斜面粗糙程度有關(guān)，在此結(jié)論基礎(chǔ)上進(jìn)行推理，接觸面越光滑小球被彈回得越高，如果接觸面光滑到?jīng)]有摩擦，那么小球?qū)�D．
A．沿著斜面勻速直線運(yùn)動(dòng)   B．不能上升到初始高度，最終靜止在平面上
C．上升到初始高度后靜止   D．能上升到初始高度，并在斜面和彈簧之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）（2）物體動(dòng)能的大小質(zhì)量和速度兩個(gè)因素有關(guān)；小球動(dòng)能的多少是通過(guò)它對(duì)彈簧做功的多少來(lái)認(rèn)識(shí)的，對(duì)彈簧做功的多少又是通過(guò)彈簧被壓縮距離來(lái)體現(xiàn)的；研究動(dòng)能大小的決定因素時(shí)，用到控制變量法進(jìn)行研究；
（3）物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，如果不受阻力，機(jī)械能的總量保持不變，如果有阻力作用，則機(jī)械能減小，內(nèi)能增加．

解答 解：
（1）要研究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系，由控制變量法的應(yīng)用可知：就要控制速度不變，讓質(zhì)量變化；速度是通過(guò)起始點(diǎn)的高度來(lái)控制的，所以要控制兩球從同一高度滾下；小球壓縮彈簧，對(duì)彈簧做功，做功的多少反映了小球動(dòng)能的多少，彈簧被壓縮的程度越大，說(shuō)明小球的動(dòng)能越大．所以，可以通過(guò)彈簧被壓縮的程度來(lái)反映小球動(dòng)能的多少；
（2）實(shí)驗(yàn)中讓同一小球從斜面上不同高度滾下，當(dāng)高度越大時(shí)，小球達(dá)到水平面上的速度越大，彈簧被壓縮得越短，說(shuō)明小球動(dòng)能大小與速度有關(guān)；
（3）接觸面越光滑小球被彈回的越高，由此推理，如果接觸面光滑到?jīng)]有摩擦，只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能保持不變，那么小球?qū)⒛苌仙�到初始高度，并在斜面和彈簧之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故D正確．
故答案為：（1）彈簧被壓縮的程度來(lái)比較小球的動(dòng)能大小；（2）越大；（3）D．

點(diǎn)評(píng) 本題主要是對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力的考查，有機(jī)滲透對(duì)科學(xué)態(tài)度、以及科學(xué)方法的體驗(yàn)與應(yīng)用，在研究多變量的關(guān)系時(shí)，一定要運(yùn)用控制變量法，本題是一道難題．