Question

在某次探究活動中，小明對老師給出的“小球在光滑斜面由靜止釋放時，所處高度越高，到達(dá)斜面底端的速度越大，而與小球質(zhì)量無關(guān)”這一結(jié)論產(chǎn)生了質(zhì)疑．他猜想小球從同一光滑斜面上自由滾到底端時的速度--
猜想一：可能與小球在光滑斜面上的高度無關(guān)
猜想二：可能與小球的質(zhì)量有關(guān)
他選擇了一些實驗器材，進(jìn)行了如下實驗（圖中A、B、C分別表示小鋼球在第0.1s末、第0.2s末、第0.3s末所處的位置，鋼球1、2、3的質(zhì)量關(guān)系為m₁＜m₂=m₃）

（1）實驗一是為了驗證猜想 ______選填“一”或“二”），通過該實驗他得到的結(jié)論是：小球從同一光滑斜面上自由滾到底端時的速度與小球的質(zhì)量 ______（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）
（2）實驗二中，小球2和3在同一光滑斜面的不同高度處同時由靜止釋放，到達(dá)底端時的速度分別為v₂、v₃，請判斷v₂______v₃（選填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）在完成了以上探究后，小明繼續(xù)進(jìn)行“探究動能的大小與速度的關(guān)系”的實驗三，根據(jù)實驗的結(jié)果：他得出了“速度越大，動能越大”的結(jié)論，你認(rèn)為他的結(jié)論是否可靠？______（選填“可靠”或“不可靠”）．原因是 ______．

Answer 1

解：（1）由圖可知兩球所處的高度相同，但兩球的質(zhì)量不同，所以該實驗是為了驗證小球的動能可能與小球的質(zhì)量有關(guān)；
實驗發(fā)現(xiàn)兩球在相同的時刻到達(dá)同一地方，速度相同，因此球從光滑斜面上自由滾到底端時的速度與小球的質(zhì)量無關(guān)；
（2）由圖可知，在相同的時間內(nèi)，3球運動的距離比2球的運動距離遠(yuǎn)，因此3球的速度較大；
（3）在研究動能與速度關(guān)系時，應(yīng)該控制兩球的質(zhì)量相同，在該實驗中兩球的質(zhì)量不同，因此得出的實驗結(jié)論不可靠；
故答案為：二，無關(guān)；＜；不可靠，兩球的質(zhì)量不同．
分析：（1）圖中兩球所處的高度相同，兩球的質(zhì)量不同，因此是研究速度與質(zhì)量的關(guān)系，結(jié)合兩球的運動情況進(jìn)行判斷；
（2）小球從斜面上滾下時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，小球所處的高度越高，動能越大，到達(dá)底端的速度就會越大；
（3）動能的決定因素有兩個：質(zhì)量和速度，應(yīng)該利用控制變量法進(jìn)行分析．
點評：解決此類多因素問題要結(jié)合控制變量法進(jìn)行分析解答．