Question

12．如圖所示，甲是探究“動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，碰到同一木塊上．乙是探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”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滑下，在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）甲實(shí)驗(yàn)的目的是探究鋼球動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中我們是通過(guò)觀察推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離來(lái)判斷鋼球動(dòng)能的大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)論為質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；
根據(jù)以上結(jié)論，分析交通部門為什么對(duì)機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行限速？當(dāng)質(zhì)量相同時(shí)，車輛超速后的動(dòng)能增大，使剎車?yán)щy，容易引發(fā)交通事故．
（2）質(zhì)量和速度誰(shuí)對(duì)動(dòng)能的影響較大呢？小文所在的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．表一（鋼球撞擊時(shí)的速度為v=8cm/s），表二（鋼球質(zhì)量為m=100g），分析這兩組數(shù)據(jù)可以得出：速度對(duì)物體的動(dòng)能影響較大，依據(jù)是質(zhì)量增加一倍，動(dòng)能增加為原來(lái)的兩倍；速度增加一倍，動(dòng)能增加為原來(lái)的四倍（或質(zhì)量和速度增加相同的倍數(shù)，速度對(duì)動(dòng)能大小的變化影響較大）．
表一

序號(hào)	鋼球撞擊速度 v/（cm•s-1）	木塊滑行距離s/cm
1	8	10
2	16	40
3	24	90

表二

序號(hào)	鋼球質(zhì)量 m/g	木塊滑行距離 s/cm
1	100	10
2	200	20
3	300	30

（3）進(jìn)行乙實(shí)驗(yàn)時(shí)，每一次都讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，其目的是使小車在水平面運(yùn)動(dòng)的起始速度相同；通過(guò)觀察小車在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)的距離，進(jìn)行推理，從而可以得出推論在理想情況下，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)．

Answer 1

分析 （1）①?zèng)Q定動(dòng)能大小的因素有兩個(gè)：物體的質(zhì)量和物體的運(yùn)動(dòng)速度．因此研究物體動(dòng)能大小與這兩個(gè)因素的關(guān)系時(shí)要用到控制變量法，即：要研究與哪個(gè)因素的關(guān)系，就要控制該因素不變，讓其他的因素改變．
②實(shí)驗(yàn)中通過(guò)鋼球推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離來(lái)判斷鋼球動(dòng)能的大小，運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法；
③質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；
（2）分析表一可知?jiǎng)幽艽笮‰S質(zhì)量的變化情況，分析表二可知?jiǎng)幽艽笮‰S速度的變化情況，通過(guò)比較可以判斷質(zhì)量和速度之中誰(shuí)對(duì)動(dòng)能大小影響更大．
（3）在探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響實(shí)驗(yàn)中，為使小車到達(dá)水平面的速度相同，應(yīng)使小車從斜面的同一高度由靜止滑下；
小車在不同表面上運(yùn)動(dòng)，受到的阻力越小，運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，從而推理得出，如果運(yùn)動(dòng)的物體不受力，將做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

解答 解：
（1）甲圖中兩球的質(zhì)量相同，所處的高度不同，這樣到達(dá)底端的速度不同，所以是探究動(dòng)能與速度大小的關(guān)系；
實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察鋼球推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離來(lái)判斷鋼球動(dòng)能大小的；
從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以看出，鋼球速度較大時(shí)，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離較遠(yuǎn)，表明鋼球速度較大時(shí)具有的動(dòng)能較大，故可以得出結(jié)論：質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；
因?yàn)橘|(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大，當(dāng)質(zhì)量相同時(shí)，車輛超速后的動(dòng)能增大，使剎車?yán)щy，容易引發(fā)交通事故，所以交通部門為什么對(duì)機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行限速；
（2）由表一可知：速度增加一倍，動(dòng)能增加為原來(lái)的四倍；
由表二可知：質(zhì)量增加一倍，動(dòng)能增加為原來(lái)的兩倍；
所以在質(zhì)量和速度增加相同的倍數(shù)時(shí)，速度對(duì)動(dòng)能大小的變化影響較大；
（3）進(jìn)行乙實(shí)驗(yàn)時(shí)，每一次都讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，其目的是使小車在水平面運(yùn)動(dòng)的起始速度相同；
通過(guò)觀察小車在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)距離的大小來(lái)判斷小車在不同的水平面受到阻力的大�。�
物體受到的阻力越小，物體運(yùn)動(dòng)的越遠(yuǎn)；
由此推理得出：在理想情況下，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)．
故答案為：
（1）速度；推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離；質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；當(dāng)質(zhì)量相同時(shí)，車輛超速后的動(dòng)能增大，使剎車?yán)щy，容易引發(fā)交通事故；
（2）速度；質(zhì)量增加一倍，動(dòng)能增加為原來(lái)的兩倍；速度增加一倍，動(dòng)能增加為原來(lái)的四倍；所以在質(zhì)量和速度增加相同的倍數(shù)時(shí)，速度對(duì)動(dòng)能大小的變化影響較大；
（3）在理想情況下，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)．

點(diǎn)評(píng) （1）在“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)中：①掌握動(dòng)能的影響因素：質(zhì)量和速度．②掌握速度的控制方法：小球在斜面上自由滑下的高度．③掌握兩種實(shí)驗(yàn)方法：小球的動(dòng)能通過(guò)木塊移動(dòng)的距離來(lái)體現(xiàn)，這是轉(zhuǎn)換法；研究與速度關(guān)系時(shí)控制質(zhì)量一定，即用同一小球?qū)嶒?yàn)；研究與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，控制速度一定，即在斜面上同一位置自由滑下，這是控制變量法．
（2）在“牛頓第一定律”的實(shí)驗(yàn)中：①掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯窟\(yùn)動(dòng)的物體速度減小的快慢與所受 阻力的關(guān)系．②掌握兩種方法：水平面越光滑，小球運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn)，由此推理，表面沒(méi)有阻力，則小球永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)，這是理想實(shí)驗(yàn)法；通過(guò)小球在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離來(lái)體現(xiàn)表面阻力的大小，這是轉(zhuǎn)換法．
兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在裝置上的區(qū)別是：前者水平面上有木塊，后者沒(méi)有．