Question

【題目】小明所在的實(shí)驗(yàn)小組在“探究影響動(dòng)能大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備的器材有：質(zhì)量分別為m、2m的兩個(gè)鋼球、木塊和斜面等。實(shí)驗(yàn)過程如圖甲、乙、丙所示。

(1)本實(shí)驗(yàn)是通過木塊被撞距離的遠(yuǎn)近來反映_____（選填“木塊”或“鋼球”）的動(dòng)能，這種研究問題的方法叫做轉(zhuǎn)換法；

(2)小明進(jìn)行甲、乙實(shí)驗(yàn)時(shí)探究的是動(dòng)能與_____的關(guān)系，得出的結(jié)論是_______；

(3)小明根據(jù)乙、丙兩圖得出的結(jié)論是“物體的質(zhì)量越大時(shí)動(dòng)能越大”，他的看法是不正確 的，理由是：__________________________；

(4)實(shí)驗(yàn)過程中小明發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，老師指出小明實(shí)驗(yàn)中木塊被撞擊后移動(dòng)的距離差異較小，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，為確保實(shí)驗(yàn)有較明顯的現(xiàn)象，可行的一種方案是_______；

(5)有同學(xué)將實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)成如圖所示，利用質(zhì)量不同的鐵球?qū)�彈簧壓縮相同程度靜止釋放，撞擊同一木塊，來驗(yàn)證“動(dòng)能與質(zhì)量”的關(guān)系，該實(shí)驗(yàn)方案是_____（可行/不可行），若他按此方案操作，他會(huì)看到的現(xiàn)象是_____；

(6)完成實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們還聯(lián)想到以前學(xué)習(xí)牛頓第一定律時(shí)，也用到了斜面：讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下，在三個(gè)不同的表面上能滑行的距離不同（如表），小車在這三個(gè)表面上滑行的過程中克服摩擦力做功_____。（選填“相等”或“不相等”）

表面	毛巾	棉布	木板
摩擦力	最大	較大	最小
小車運(yùn)動(dòng)距離	最近	較遠(yuǎn)	最遠(yuǎn)

Answer 1

【答案】鋼球 速度 質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大 沒有控制小球的速度一定（相等） 增大鋼球的質(zhì)量 不可行 木塊最終移動(dòng)距離相等 相等

【解析】

(1)[1]實(shí)驗(yàn)中通過觀察木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離的大小來間接判斷鋼球動(dòng)能的大小。

(2)[2][3]甲、乙兩圖中，同一個(gè)鋼球質(zhì)量相等，從不同的高度靜止?jié)L下，到達(dá)平面時(shí)的速度不同，速度大的鋼球把木塊推的更遠(yuǎn)，說明鋼球?qū)δ緣K做的功最多，鋼球具有的動(dòng)能大；可以得出結(jié)論：質(zhì)量一定，速度越大，動(dòng)能越大。

(3)[4]乙、丙兩圖中，小球的質(zhì)量不同，開始在斜面上的高度不同，不符合控制變量法的操作要求，所以無法得到物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量有關(guān)，想要探究物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量有關(guān)，需要控制小球到達(dá)水平面時(shí)的速度相同。

(4)[5]為確保實(shí)驗(yàn)有較明顯的現(xiàn)象，可以增大鋼球的質(zhì)量或減小小木塊的質(zhì)量或換用較光滑的木板。

(5)[6][7]若用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼�一彈簧壓縮相同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，撞擊的動(dòng)能由彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來，而彈簧的彈性勢(shì)能的大小與形變程度有關(guān)，故彈簧勢(shì)能相同，轉(zhuǎn)化出的動(dòng)能相同，因此，木塊最終移動(dòng)的距離相同，這樣是不能完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/span>

(6)[8]讓小車從同一高度由靜止下滑，根據(jù)決定重力勢(shì)能大小的因素可知，最初小車的重力勢(shì)能相同，下滑到水平面時(shí)的動(dòng)能也相同，在不同的材料表面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，最終停下來后，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)為內(nèi)能，克服摩擦力做了多少功就有多少動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以，在三個(gè)表面克服摩擦力做功相等。