Question

2．如圖所示是“探究動能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）實(shí)驗(yàn)中通過比較木塊的滑行距離來判斷小球動能的大小．
（2）實(shí)驗(yàn)中為了探究動能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，需要控制小球撞擊木塊時(shí)的速度不變，具體的實(shí)驗(yàn)操作方法是使小球從斜面的相同高度自由滾下．
表一

鋼球撞擊時(shí)的速度為v=1m/s
序 號	鋼球質(zhì)量 m/g	木塊滑行距離 s/cm
1	100	10
2	200	20
3	300	30

表二

鋼球質(zhì)量為m=100g
序 號	鋼球撞擊速度 v/m•s-1	木塊滑行距離 s/cm
1	1	10
2	2	40
3	3	90

（3）為了進(jìn)一步探究動能與質(zhì)量和速度的關(guān)系．某物理興趣小組借助速度傳感器和其他儀器得出了兩組數(shù)據(jù)如表一和表二所示．
分析表一中的數(shù)據(jù)可以得出動能與質(zhì)量的關(guān)系是：速度一定時(shí)，動能與質(zhì)量成正比．
分析表二中的數(shù)據(jù)可以得出動能與速度的關(guān)系是：質(zhì)量一定時(shí)，動能與速度的二次方成正比．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中通過木塊被小球撞擊后移動的距離來判斷小球動能的大�。�
（2）在實(shí)驗(yàn)中，通過讓小球從同一斜面的同一高度處由靜止?jié)L下來控制小球撞擊木塊時(shí)的速度不變；
（3）利用控制變量法分別判斷木塊滑行距離與小球質(zhì)量、速度的關(guān)系，得出結(jié)論．

解答 解：
（1）在該實(shí)驗(yàn)中我們用到了轉(zhuǎn)換的方法，即將小球動能的大小轉(zhuǎn)化為其對木塊做功的多少來比較，即小球推動木塊越遠(yuǎn)，其對木塊所做的功就越多，即具有的動能就越大；反之就越少；
（2）由于動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，故想研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)控制速度不變，故只需將不同質(zhì)量的小球從同一高度釋放，比較其推動木塊所移動的距離大小即可．
（3）由表一知，小球的速度相同，質(zhì)量增大為原來的幾倍，木塊被撞擊后滑行的距離也為原來的幾倍，故結(jié)論為：在速度一定時(shí)，動能與質(zhì)量成正比；
由表二知，小球的質(zhì)量相同，小球的速度增大為原來的幾倍，木塊被撞擊后滑行的距離便為原來的幾的平方倍，故結(jié)論為：質(zhì)量一定時(shí)，動能與速度的二次方成正比．
故答案為：（1）木塊的滑行距離；（2）使小球從斜面的相同高度自由滾下；（3）速度一定時(shí)，動能與質(zhì)量成正比；質(zhì)量一定時(shí)，動能與速度的二次方成正比．

點(diǎn)評 此題是“研究動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，考查了控制變量法和轉(zhuǎn)換法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，同時(shí)考查了學(xué)生對數(shù)據(jù)的分析能力，特別是（3）問中體現(xiàn)的較為明顯．