Question

13．小明猜想：動能的大小可能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)．因此，他設(shè)計了如下兩種實(shí)驗(yàn)方案：
A．讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，與放在水平面上的木塊相碰，比較木塊在水平面上移動的距離（如圖甲所示）；
B．讓不同質(zhì)量的小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，與放在水平面上的木塊相碰，比較木塊在水平面上移動的距離（如圖乙所示）．

（1）A方案是為了探究小車（選填“小車”、“木塊”）的動能大小與速度關(guān)系．實(shí)驗(yàn)中若木塊被撞后移動的距離越遠(yuǎn)，說明小車對木塊做的功越多．
（2）小明想用B方案探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，小華則認(rèn)為該方案不合理，理由是沒有控制速度相同．
（3）小明又把小車放在同一斜面的同一高度，然后讓小車由靜止下滑至毛巾和玻璃水平面，最終靜止，如丙圖所示．那么小車在水平面上克服摩擦力做功情況（上方小車克服摩擦力做功W₁，下方小車克服摩擦力做功W₂）為W₁等于（選填“大于”、“等于”、“小于”）W₂．

Answer 1

分析 （1）同一小車保證了質(zhì)量相同，從斜面的不同高度滑下，到達(dá)水平面時的速度不同，木塊被撞后移動的距離越遠(yuǎn)，推力做功越多，就可以說明木塊的動能越大，從而得出質(zhì)量相同時，速度越大的物體動能越大；
（2）該實(shí)驗(yàn)利用了控制變量法，如果探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，必須保證運(yùn)動速度相同，應(yīng)該使小車從斜面的相同高度滑下；
（3）實(shí)驗(yàn)中讓小車從斜面的同一高度由靜止滑下，這樣滑到底端時的動能相同，最后木塊停下來，則說明動能都克服摩擦力做功了，從而得出做功的大小關(guān)系．

解答 解（1）讓小車從斜面的不同高度滑下，控制了小車的質(zhì)量，改變了小車到達(dá)水平面時的速度，所以A方案可以探究動能大小與速度的關(guān)系，木塊被撞后移動的距離越遠(yuǎn)，推力做功越多，就可以說明木塊的動能越大，從而得出質(zhì)量相同時，速度越大的物體動能越大；
（2）要探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)該控制小車的速度相同，讓小車從斜面的同一高度滑下，應(yīng)控制速度相同．
（3）小車放在同一斜面的同一高度，然后讓小車由靜止下滑至不同水平面，最終靜止，兩種情況下小車的動能相同，所以克服摩擦力做的功也相同．
故答案是：（1）小車；速度；多；（2）沒有控制速度相同；（3）等于．

點(diǎn)評 該實(shí)驗(yàn)采用的物理研究方法有轉(zhuǎn)換法和控制變量法，尤其是控制變量法，因?yàn)橛绊憚幽艽笮〉囊蛩赜匈|(zhì)量和速度，所以在探究一個因素時，必須保證另一個影響因素不變．此題容易出錯的地方在（3），雖然小車在水平滑動的距離不同，但摩擦力也不同，所以應(yīng)通過比較小車動能的大小來比較做功的多少．