Question

14．小明想利用“研究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置和器材（斜面、木塊、不同質(zhì)量的小鋼球）來(lái)探究“影響重力勢(shì)能大小的因素”．請(qǐng)你幫助完成如下實(shí)驗(yàn)方案：
（1）實(shí)驗(yàn)中小球重力勢(shì)能的大小可通過觀察木塊被推出的距離的大小來(lái)判斷．

（2）實(shí)驗(yàn)中小明進(jìn)行了如圖中4步操作，由①③或②④（填序號(hào)）圖可探究重力勢(shì)能的大小與物質(zhì)的高度有關(guān)．
（3）通過比較分析可以得出的結(jié)論是重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)若木塊與水平面間無(wú)摩擦則不能得出結(jié)論，原因是小球和木塊將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不能達(dá)到探究的目的．

Answer 1

分析 （1）若一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉�，我們就說該物體具有能量，在實(shí)驗(yàn)中我們一般將物體具有能量的多少轉(zhuǎn)化為其能對(duì)外做功的多少，故此實(shí)驗(yàn)把物體具有重力勢(shì)能的大小轉(zhuǎn)換為木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離，距離越遠(yuǎn)表明小球的重力勢(shì)能越大．
（2）掌握控制變量法在此實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量和被舉高度有關(guān)，在探究重力勢(shì)能與其中一個(gè)量的關(guān)系時(shí)，另一個(gè)量保持不變，改變要探究的量．
（4）如果水平面絕對(duì)光滑，鋼球和木塊將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去．

解答 解：
（1）在該實(shí)驗(yàn)中我們用到了轉(zhuǎn)換的方法，即將小球重力勢(shì)能的大小轉(zhuǎn)化為其對(duì)木塊做功的多少來(lái)比較，即小球推動(dòng)木塊越遠(yuǎn)，其對(duì)木塊所做的功就越多，即具有的重力勢(shì)能就越大；反之就越少；
（2）若要探究物體重力勢(shì)能大小與物體高度的關(guān)系，則需讓同一小球從不同高度滾下，所以應(yīng)選擇①③或②④圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（4）木塊因受到摩擦力，最終靜止；若水平面絕對(duì)光滑，根據(jù)牛頓第一定律，鋼球和木塊將永遠(yuǎn)一直運(yùn)動(dòng)下去，沒有運(yùn)動(dòng)距離的遠(yuǎn)近之分，就不能達(dá)到比較距離來(lái)比較動(dòng)能的目的了．
故答案為：（1）木塊被推出的距離；（2）①③或②④；（4）小球和木塊將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不能達(dá)到探究的目的．

點(diǎn)評(píng) 動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，注意控制變量法的應(yīng)用，動(dòng)能的大小通過小小球撞擊木塊的距離來(lái)反映動(dòng)能的大小，體現(xiàn)了轉(zhuǎn)換法．