Question

15．如圖，甲是研究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置，實驗中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，碰到同一木塊上．圖乙是研究“牛頓第一定律”的實驗裝置，實驗中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下，在粗糙程度不同的平面上運動．請回答以下問題：

（1）設(shè)計甲實驗的目的是研究鋼球動能的大小與質(zhì)量的關(guān)系；設(shè)計乙實驗的目的是研究運動的小車與所受摩擦力的關(guān)系．
（2）甲實驗是通過從斜面上滾下的鋼球撞擊木塊，放在同一水平面上相同位置的木塊，被撞得越遠，表示鋼球的動能越大．實驗中讓鋼球從斜面上不同的高度滾下是為了鋼球到達水平面時的初速度不同．乙實驗是通過小車在粗糙程度不同的平面上運動的遠近，推理得出：在理想情況下，運動的物體如果不受外力作用時，將永遠做勻速直線運動．

Answer 1

分析 （1）物體的動能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，在探究時需要利用控制變量法進行分析，即探究動能的大小與質(zhì)量的關(guān)系時，需要控制小球的速度相同；
在斜面實驗中，接觸面的粗糙程度不同，小車的運動距離不同；
（2）在實驗中可利用轉(zhuǎn)化法研究小球的動能，即讓小球撞擊木塊，觀察木塊的滑行距離；
探究物體的動能與速度的關(guān)系時，需要讓小球的質(zhì)量相同，通過改變小球所處位置的高度改變小球的速度大小；
物體如果不受外力作用，則運動的物體將一直勻速直線運動狀態(tài)．

解答 解：
（1）甲實驗中球所處的高度相同，質(zhì)量不同，所以可以探究動能的大小與質(zhì)量的關(guān)系；
乙實驗中小車在同一高度滑下，則到達底端的速度相同，在粗糙程度不同的平面上運動時所受的摩擦力不同，所以可以探究小車的運動與所受摩擦力的關(guān)系；
（2）甲實驗中通過觀察木塊被撞擊后運動的距離的大小來間接判斷物體動能的大��；木塊被撞得越遠，表示鋼球的動能越大；
讓大小相同的鋼球從斜面上不同高度由靜止?jié)L下，是為了使鋼球在水平面運動的起始速度不相同；碰到同一木塊上，觀察木塊的滑行距離；
由實驗可知，接觸面越光滑，物體所受摩擦力越小，物體運動的越遠，所以如果物體不受外力作用，則運動的物體將一直勻速直線運動狀態(tài)．
故答案為：
（1）質(zhì)量；摩擦力；
（2）越大；鋼球到達水平面時的初速度不同；不受外力作用時．

點評 在解決多因素問題時常利用控制變量法進行分析，對于動能的大小研究常采用轉(zhuǎn)化法進行分析．