Question

在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，如圖所示，讓同一鐵球從斜面的不同高度由靜止釋放，撞擊同一木塊．請回答下列問題：

（1）該實驗的目的是研究物體動能的大小與

速度

的關系；
（2）讓同一的鐵球從斜面的不同高度由靜止釋放的目的是

控制質量相同，使小球到達水平面的初速度不同

；
（3）該實驗是通過觀察

木塊被撞出的距離

來比較鐵球動能的大小，選擇

粗糙

（選填“粗糙”或“光滑”）的水平桌面做該實驗，比較容易觀察出實驗結果；
（4）通過甲乙兩圖的實驗探究可以得出的結論是：

同一物體，速度越大，動能越大

；
（5）舉出一個實例進一步證實本實驗得出的結論是：

高速公路上，小轎車發(fā)生碰撞時，速度越大的產(chǎn)生的破壞越大

．

Answer 1

分析：此實驗把動能的大小轉換為木塊被撞擊后運動的距離，距離越遠表明小球的動能越大；實驗過程要采用控制變量法，當研究動能大小與質量的關系時，要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同；當研究動能大小與速度的關系時，應選擇同一鐵球，這樣可以保證小球的質量相同．

解答：解：（1）實驗中，讓同一鐵球從斜面的不同高度由靜止釋放，撞擊同一木塊，控制了球的質量相同，研究的是動能與速度的關系；
（2）讓同一的鐵球從斜面的不同高度由靜止釋放的目的就是為了控制球的質量相同，使小球到達水平面的初速度不同，以達到控制一個變量，研究另一個變量的目的；
（3）實驗中通過觀察木塊被撞擊后運動的距離的大小來間接判斷物體動能的大小，這屬于轉換法的運用；實驗中，桌面不應太光滑，若水平面光滑，木塊不受摩擦力，由牛頓第一定律可知物體將永遠運動下去．物體的通過的距離無法確定，做功的多少也無法確定．所以小球動能的大小就無法比較．故應選擇較粗糙的水平桌面來完成實驗；
（4）比較甲乙兩圖可以看出，小球質量相同，下落高度不同，故可得出結論：同一物體，速度越大，動能越大．（或質量相同的物體，速度越大，動能越大）
（5）現(xiàn)實生活中，我們要求機動車輛限速行駛就是為了降低速度，減小動能．當高速公路上，小轎車發(fā)生碰撞時，速度越大的產(chǎn)生的破壞越大，這就充分證明了這一點．
故答案為：
（1）速度；
（2）控制質量相同，使小球到達水平面的初速度不同；
（3）木塊被撞出的距離（或木塊運動的距離）； 粗糙；
（4）同一物體，速度越大，動能越大；（或質量相同的物體，速度越大，動能越大）
（5）高速公路上，小轎車發(fā)生碰撞時，速度越大的產(chǎn)生的破壞越大．（合理即可）

點評：物體動能的大小是通過木塊移動的距離來體現(xiàn)的，比較小球的動能大小，即比較木塊通過的距離，這是轉換法的運用；控制其中一個量不變，研究動能大小與另一個量的關系，這屬于控制變量法的運用．掌握好此兩種方法是解答本題的關鍵．