Question

9．圖甲是研究“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）設(shè)計(jì)甲實(shí)驗(yàn)的目的是研究鋼球動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系；設(shè)計(jì)乙實(shí)驗(yàn)的目的是研究運(yùn)動(dòng)的小車與所受摩擦力的關(guān)系．
（2）甲實(shí)驗(yàn)是鋼球通過(guò)被推動(dòng)距離的大小，說(shuō)明鋼球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷鋼球動(dòng)能的大��；乙實(shí)驗(yàn)是通過(guò)木塊在粗糙程度不同的平面上運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)近，推理得出：在理想情況下，運(yùn)動(dòng)的物體如果不受外力作用，將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）若要利用甲中裝置研究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，可先后讓不同質(zhì)量的鋼球，在斜面上從同一高度處?kù)o止?jié)L下，比較木塊被推動(dòng)的距離，再得出結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，探究動(dòng)能與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，控制速度不變；探究動(dòng)能與速度關(guān)系時(shí)，控制質(zhì)量不變．圖乙是研究小車的運(yùn)動(dòng)與所受摩擦力的關(guān)系，此時(shí)應(yīng)該讓接觸面的粗糙程度不同；
（2）圖甲中可利用轉(zhuǎn)化法研究小球的動(dòng)能，即讓鋼球撞擊木塊，觀察木塊的滑行距離，可以判斷出動(dòng)能的大�。畧D乙中物體如果不受外力作用，則運(yùn)動(dòng)的物體將一直勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
（3）物體的動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，在探究時(shí)需要利用控制變量法進(jìn)行分析，即探究動(dòng)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，需要控制小球的速度相同．

解答 解：（1）甲圖中實(shí)驗(yàn)中讓同一小球從同一個(gè)斜面上不同的高度由靜止開始運(yùn)動(dòng)，“同一小球”控制了小球的質(zhì)量不變，小球的高度不同，小球達(dá)到斜面底端的速度也就不同，因此該實(shí)驗(yàn)探究的是小球動(dòng)能與速度的關(guān)系．
乙實(shí)驗(yàn)中的小車在粗糙程度不同的平面上運(yùn)動(dòng)，摩擦力不同，所以是研究小車的運(yùn)動(dòng)與所受摩擦力的關(guān)系；
（2）在研究動(dòng)能大小與什么因素有關(guān)時(shí)，我們是通過(guò)觀察小球推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離來(lái)反映小球動(dòng)能大小的，采用的是轉(zhuǎn)換法的思想；
由圖乙可知，接觸面越光滑，物體所受摩擦力越小，物體運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)，所以，如果物體不受外力作用，則運(yùn)動(dòng)的物體將一直保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
（3）探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)把不同質(zhì)量的鋼球放在相同高度由靜止?jié)L下，推動(dòng)同一木塊在水平面上移動(dòng)一段距離，比較木塊移動(dòng)的距離，來(lái)說(shuō)明鋼球動(dòng)能的大小，從而得出結(jié)論．
故答案為：（1）速度；摩擦力；（2）距離；不受外力作用；（3）不同質(zhì)量； 同一高度．

點(diǎn)評(píng) 本題中涉及到兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)方法有相似的地方：都用到了斜面；都采用了控制變量法與轉(zhuǎn)換法，學(xué)習(xí)中注意總結(jié)歸納．