Question

某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為了探究物體動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)，他們用如下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．讓鋼球從斜面由靜止?jié)L下，撞到一個(gè)在水平面上放置的小木塊上，能將木塊撞出一段距離，木塊被撞的越遠(yuǎn)，表示鋼球的動(dòng)能越大．同學(xué)們進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)，第一組實(shí)驗(yàn)是將質(zhì)量不同的鋼球從斜面上同一高度處滾下，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表一．第二組實(shí)驗(yàn)是將質(zhì)量相同的鋼球從斜面上不同的高度滾下，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表二．  

表一 （鋼球撞擊木塊時(shí)的速度v=5cm/s）				表二 （質(zhì)量為10g的鋼球）
序號(hào)	鋼球質(zhì)量/g	木塊被撞擊的距離/cm		序號(hào)	鋼球撞擊木塊時(shí)的速度（cm/s）	木塊被撞擊的距離/cm
1	10	6		4	5	6
2	20	12		5	10	24
3	30	18		6	15	54

（1）第一組實(shí)驗(yàn)的三次是將鋼球從斜面上同一高度處滾下，而第二組實(shí)驗(yàn)的三次是將鋼球從斜面上不同的高度滾下，其目的是各是為了

控制鋼球到達(dá)水平面時(shí)的速度相等，使鋼球到達(dá)水平面上的速度不相等

．
（2）分析表一中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是

運(yùn)動(dòng)速度相等時(shí)，物體質(zhì)量越大，動(dòng)能越大

．
（3）分析表二中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是

物體質(zhì)量相等時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度越大，動(dòng)能越大

．
（4）分析數(shù)據(jù)，可以看出，對(duì)物體動(dòng)能大小影響較大的因素是

速度

，你這樣判斷的依據(jù)是

物體動(dòng)能與物體的質(zhì)量成正比，物體的動(dòng)能與物體速度的平方成正比

．

Answer 1

分析：（1）鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，鋼球開始下滑的高度相同，鋼球到達(dá)水平面時(shí)的速度相等，鋼球下滑的高度越高，鋼球到達(dá)水平面時(shí)的速度越大，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量分析答題．
（2）（3）實(shí)驗(yàn)過程要采用控制變量法，當(dāng)研究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同當(dāng)．研究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)選擇同一鋼球，這樣可以保證小球的質(zhì)量相同．
鋼球把木塊推出的距離長(zhǎng)，說(shuō)明的動(dòng)能大，這是一種轉(zhuǎn)換的方法．
（4）對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以判斷出質(zhì)量與動(dòng)能，速度與動(dòng)能之間的定量關(guān)系，從而可以解決該問題．

解答：解：（1）第一組實(shí)驗(yàn)的三次是將鋼球從斜面上同一高度處滾下，鋼球到達(dá)水平面上時(shí)的速度相等；
第二組實(shí)驗(yàn)的三次是將鋼球從斜面上不同的高度滾下，鋼球到達(dá)水平面時(shí)的速度不同．
（2）鋼球由斜面的同一高度由靜止下滑，它們到達(dá)水平面時(shí)的速度相等，由表一中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在速度相等的情況下，鋼球質(zhì)量越大，木塊被撞擊的距離越遠(yuǎn)，由此可得：運(yùn)動(dòng)速度相等時(shí)，物體質(zhì)量越大，動(dòng)能越大．
（3）鋼球從斜面上不同的高度滾下，鋼球到達(dá)水平面時(shí)的速度不同，鋼球的質(zhì)量相等，由表二所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，鋼球的速度越大，木塊被撞擊的距離越大，由此可得：物體質(zhì)量相等時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度越大，動(dòng)能越大．
（4）表一中速度一定時(shí)，質(zhì)量增大到原來(lái)的2倍、3倍，動(dòng)能增大到原來(lái)的2倍、3倍，即動(dòng)能與質(zhì)量成正比；
表二中質(zhì)量一定時(shí)，速度增大到原來(lái)的2倍、3倍，動(dòng)能增大到原來(lái)的4倍、9倍；可見速度對(duì)動(dòng)能影響比較大，由此可知，動(dòng)能與物體速度的平方成正比．
故答案為：（1）控制鋼球到達(dá)水平面時(shí)的速度相等，使鋼球到達(dá)水平面上的速度不相等；（2）運(yùn)動(dòng)速度相等時(shí)，物體質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；（3）物體質(zhì)量相等時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度越大，動(dòng)能越大；（4）速度；物體動(dòng)能與物體的質(zhì)量成正比，物體的動(dòng)能與物體速度的平方成正比．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，考查了控制變量法與轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用，應(yīng)用控制變量法分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)即可正確解題．