Question

小紅猜想動能的大小可能與物體質(zhì)量和運(yùn)動速度有關(guān)，于是設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)，探究動能的大小與哪些因素有關(guān)．
（1）讓質(zhì)量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運(yùn)動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示．
（2）讓不同質(zhì)量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運(yùn)動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示．
上述甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)中：
①乙圖中讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達(dá)水平面時，具有相同的

速度

．
②選用圖甲探究的是動能與

速度

的關(guān)系，得出的結(jié)論是：

質(zhì)量一定時，速度越大動能越大

．
③選用圖乙探究的是動能與

質(zhì)量

的關(guān)系．

在做完探究“動能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)后，小華提出了這樣一個問題：
“如果改變斜面的長度，仍使小球從同一高度滾下，小球的動能變不變呢？”“當(dāng)然不變了，”同桌小明立刻回答說，“因?yàn)楦叨炔�沒有變．”“可畢竟斜面的坡度變了呀!斜面的坡度對動能有沒有影響呢？”小紅說．
“做一做實(shí)驗(yàn)不就知道了嗎？”于是他們準(zhǔn)備利用身邊的實(shí)驗(yàn)器材，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．他們還為這個探究活動設(shè)計(jì)了一個探究報告，以下就是這個探究報告的框架．在報告中有的地方?jīng)]有填寫，請你幫助他們盡可能地完善．
探究課題：同一鋼球在不同坡度的斜面上從相同高度的位置滾下，到達(dá)斜面底端的動能是否相同？
猜想：盡管斜面的坡度不同，只要鋼球從相同高度的位置開始滾下，到達(dá)斜面底端的動能是相同的．
（3）實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．

（4）實(shí)驗(yàn)步驟

分別讓鋼球從相同高度的位置開始滾下，比較平面上的紙盒推動的距離

．
（5）實(shí)驗(yàn)記錄：（請?jiān)谙旅嬖O(shè)計(jì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格，不必填寫數(shù)據(jù)）．
（6）預(yù)測：如果實(shí)驗(yàn)結(jié)論與猜想一致，則在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該看到的現(xiàn)象是：

紙盒被推動的距離相等

Answer 1

分析：（2）①起始點(diǎn)的高度在實(shí)驗(yàn)中代表了速度的大小，高度相同則速度也會相同；
動能的決定因素有兩個：質(zhì)量和速度，應(yīng)利用控制變量法進(jìn)行解決：
②當(dāng)研究動能與速度的關(guān)系時，應(yīng)控制質(zhì)量不變；
③當(dāng)研究動能與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)控制速度不變；
（4）當(dāng)斜面坡度不同時，應(yīng)該保持小球的高度相同，觀察小球撞擊紙盒滑行距離的大�。�
（5）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格時，需要包含斜面坡度和紙盒滑行距離，并進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)；
（6）如果與猜想一致，即動能大小不變，則紙盒的滑行距離應(yīng)該相同．

解答：解：（2）①小球的高度相同目的是為了讓小球到達(dá)底端時的速度也會相同；
②甲圖中小球的質(zhì)量相同，高度不同，所以可以研究動能與速度的關(guān)系；
由圖可知，當(dāng)小球的高度越高時，下落到底端的速度越大，把紙盒撞擊的更遠(yuǎn)，因此具有更大的動能，即質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；
③乙圖中小球的質(zhì)量不同，高度相同，所以可以研究動能與質(zhì)量的關(guān)系；
故答案為：①速度；②速度，質(zhì)量一定時，速度越大動能越大；③質(zhì)量；
（4）當(dāng)斜面坡度不同時，應(yīng)該保持小球的高度相同，分別讓鋼球從相同高度的位置開始滾下，比較平面上的紙盒推動的距離，看不同的坡度、相同的高度，撞擊紙盒的距離是否相同；
故答案為：分別讓鋼球從相同高度的位置開始滾下，比較平面上的紙盒被推動的距離；
（5）表格中應(yīng)該有斜面坡度和紙盒滑行距離，并且要做多組實(shí)驗(yàn)，做法是通過改變斜面的坡度，但保證小球所處的高度相同，觀察紙盒滑行的距離；

序號	斜面坡度	紙盒滑行距離
1
2
3
4
5
6

（6）如果與猜想一致，即動能大小不變，則紙盒的滑行距離應(yīng)該相同；
故答案為：紙盒被推動的距離相等．

點(diǎn)評：此類問題是考查控制變量法和轉(zhuǎn)換法的靈活運(yùn)用，并結(jié)合科學(xué)探究的方法步驟進(jìn)行解答．