Question

2．利用如圖所示裝置進(jìn)行“探究動(dòng)能大小的影響因素”實(shí)驗(yàn)．用細(xì)繩將小球懸掛起來(lái)．拉起小球，當(dāng)細(xì)繩與豎直方向成θ角后松手，小球撞擊水平木板上的木塊，記下木塊移動(dòng)的距離s．改變?chǔ)冉堑拇笮『托∏蛸|(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．記錄如表：

實(shí)驗(yàn)次序	細(xì)繩與豎直方向夾角θ/°	小球質(zhì)量m/g	木塊移動(dòng)的距離s/m
1	30	20	10
2	45	20	22
3	60	20	37
4	60	30	55
5	60	40	74

（1）小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．物體的動(dòng)能大小是通過(guò)觀察木塊移動(dòng)的距離判斷的．
（2）1、2、3次實(shí)驗(yàn)的研究問(wèn)題是：探究物體的動(dòng)能大小與速度的關(guān)系．
（3）由3、4、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是物體的速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大．
（4）利用上述實(shí)驗(yàn)，同時(shí)還可能探究的問(wèn)題是重力勢(shì)能與高度的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量、速度．質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大．重力勢(shì)能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度．質(zhì)量越大，高度越高，重力勢(shì)能越大；
（2）當(dāng)要研究的物理量不易直接測(cè)量時(shí)，都要想辦法把它們的大小間接表示出來(lái)．這種研究物理問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法．小球動(dòng)能的大小不能直接用眼睛觀察，而是通過(guò)觀察小球推動(dòng)木塊所做的功的大小來(lái)反映，小球推動(dòng)木塊越遠(yuǎn)，做功越多；
（3）動(dòng)能的決定因素有兩個(gè)：質(zhì)量和速度，對(duì)于這類(lèi)多因素問(wèn)題應(yīng)結(jié)合控制變量法進(jìn)行分析；
（4）通過(guò)改變小球下落的高度，可以改變小球的重力勢(shì)能，通過(guò)小球做功的多少來(lái)反映重力勢(shì)能的大小，從而得出結(jié)論．

解答 解：
（1）由圖可知，小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，高度減小重力勢(shì)能減小，速度變快，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．
小球動(dòng)能大小不能直接測(cè)量，而是通過(guò)小球推動(dòng)木塊在水平面上移動(dòng)的距離來(lái)反映．采用了轉(zhuǎn)換法．
（2）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)可知：同一個(gè)小球，細(xì)繩與豎直方向夾角越大，小球的高度越大，落回水平面時(shí)的速度越大，木塊被推動(dòng)的距離越大，探究的是物體的動(dòng)能大小與速度的關(guān)系．
（3）分析3、4、5次次實(shí)驗(yàn)可知：細(xì)繩與豎直方向夾角相同，小球的高度相同，落回水平面時(shí)的速度相同，質(zhì)量大的小球把木塊被推動(dòng)的距離越大，說(shuō)明物體的速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大．
（4）細(xì)繩與豎直方向成的θ角不同，則下落的高度不同，通過(guò)對(duì)木塊做功的多少，可以判斷小球重力勢(shì)能的大小，所以該實(shí)驗(yàn)可以探究重力勢(shì)能與高度的關(guān)系．
故答案為：（1）重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；木塊移動(dòng)的距離；（2）速度；（3）物體的速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；（4）重力勢(shì)能與高度的關(guān)系．

點(diǎn)評(píng) 此類(lèi)實(shí)驗(yàn)題目是考查對(duì)控制變量法和轉(zhuǎn)換法的掌握情況，及如何正確的對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，歸納出正確的結(jié)論．同時(shí)考查了能量間的轉(zhuǎn)化．