Question

15．為了探究物體動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)，同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）圖甲是讓不同質(zhì)量的小球沿同一光滑斜面從B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊放在同一水平面上的同一木塊，木塊在水平面運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止時(shí)的情景．據(jù)此，你能得出的結(jié)論是當(dāng)速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；寫出得出結(jié)論的思路：小球動(dòng)能越大，對木塊做的功越多，木塊移動(dòng)得越遠(yuǎn)．
（2）圖乙是讓質(zhì)量相同的小球沿同一光滑斜面分別從A、B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊到放在同一水平面上的同一木塊，木塊在水平面運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止時(shí)的情景．據(jù)此，你能得出與重力勢能相關(guān)的結(jié)論是當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，高度越高，重力勢能越大；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，做對比的兩組實(shí)驗(yàn)中木塊擺放在水平面上的位置是否要一定相同？是．你的理由是小球在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)克服阻力做功損失動(dòng)能．
（4）實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們聯(lián)想到在許多交通事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，進(jìn)一步想知道，在影響物體動(dòng)能大小的因素中，哪個(gè)對動(dòng)能影響更大？于是利用上述器材進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測定，得到的數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	小球的質(zhì)量m/g	小球自由滾下的高度h/cm	木塊被撞后運(yùn)動(dòng)的距離s/m
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

（a）為了探究“超載”安全隱患，應(yīng)選擇1、3兩個(gè)序號(hào)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較．
（b）為了探究“超速”安全隱患，應(yīng)選擇1、2兩個(gè)序號(hào)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較．
分析表格中對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：速度對物體的動(dòng)能影響更大，當(dāng)發(fā)生交通事故時(shí)，由此造成的危害更嚴(yán)重．

Answer 1

分析 （1）掌握轉(zhuǎn)換法的思想：通過木塊被推動(dòng)的距離來判斷物體動(dòng)能的大��；根據(jù)兩次木塊被推動(dòng)的距離及條件的變化，可得，物體的速度相同，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；
（2）圖乙兩小球的質(zhì)量相等，滾下的高度不同，探究的是動(dòng)能與速度的關(guān)系；
圖乙中兩小球的質(zhì)量相同，滾下的高度越大，到達(dá)水平面的速度越大，將木塊推得越遠(yuǎn)，得出的結(jié)論是：質(zhì)量相同時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，動(dòng)能越大；
（3）小球在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦做功，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（4）a、研究超載危害，應(yīng)控制速度相等，即小球下滑的高度相同而質(zhì)量不同，分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后答題；
b、應(yīng)用控制變量法，分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后答題．
（4）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量和速度．質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大．對照圖示，結(jié)合控制變量法可得出結(jié)論；

解答 解：（1）圖甲，兩小球滾下高度相同，速度相同，兩小球的質(zhì)量不同，探究的是動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系；小球的動(dòng)能越大，對木塊做的功越多，木塊移動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，所以得出的結(jié)論是，速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；
（2）由圖乙知，實(shí)驗(yàn)中通過木塊被推動(dòng)的距離來判斷小球動(dòng)能的大��；
兩次使質(zhì)量不同的小球從斜面的同一高度由靜止滑下，控制小球的速度相同，質(zhì)量不同，且質(zhì)量越大將木塊推動(dòng)得越遠(yuǎn)，可得物體的速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；
（3）小球在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦阻力做功，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；小球運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，做功越多，減少的動(dòng)能也就越多，所以做對比的兩組實(shí)驗(yàn)中木塊擺放在水平面上的位置要一定相同；
（4）①超載是指汽車的速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大．選擇到達(dá)水平面的速度相等，質(zhì)量不同的小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即1、3兩球符合題意；
②超速是指汽車的質(zhì)量一定，速度越大，動(dòng)能越大．選擇質(zhì)量相等到達(dá)水平面速度不同的小球，即1、2兩球符合題意．
由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在同等條件下速度對物體的動(dòng)能影響更大，當(dāng)發(fā)生交通事故時(shí)，由此造成的危害更嚴(yán)重．
故答案為：（1）當(dāng)速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；小球動(dòng)能越大，對木塊做的功越多，木塊移動(dòng)得越遠(yuǎn)；
（2）當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，高度越高，重力勢能越大；
（3）是；小球在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)克服阻力做功損失動(dòng)能；
（4）1、3；1、2；速度．

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)中研究動(dòng)能大小的決定因素時(shí)運(yùn)用了控制變量法，反映動(dòng)能多少時(shí)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法．從圖中現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、速度的不同是此題的關(guān)鍵．