Question

9．小偉猜想動能的大小可能與物體質量和運動速度有關，于是設計了如圖所示的實驗，讓小球沿同一光滑斜面向下運動，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．

（1）圖甲是控制兩球的質量相等，探究的是動能與速度的關系，得出的結論是：質量相等時，物體的速度越大，動能越大．
（2）圖乙中讓不同質量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達水平面時，具有相同的速度．選用圖乙探究的是動能與質量的關系，得出的結論是速度相同時，物體的質量越大，動能越大．
（3）實驗中是通過比較紙盒被推移動的距離來比較小球動能大小的；若水平面光滑，不能（選填能和不能）得出實驗結論．

Answer 1

分析 （1）影響動能大小的因素有質量和速度，實驗過程要采用控制變量法；
（2）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，應選擇同一小球，這樣可以保證小球的質量相同；
（3）實驗中是通過比較紙盒被小球撞擊后移動的距離來比較小球動能大小的；若水平面絕對光滑，則物體將做勻速直線運動．

解答 解：（1）由甲圖可知，兩球質量相同，所以是控制兩球的質量相等；而兩球所處高度不同，兩球到達斜面底端時的速度不同，故探究的是動能與速度的關系；根據甲圖可知，質量相同時，小球從斜面上較高的高度滾下時，小球到達斜面底端的速度大，紙盒被撞擊后運動的距離遠，說明速度大的小球其動能大；由此得出結論：當質量一定時，物體的速度越大，動能越大．
（2）選用圖乙時，從斜面的同一高度滾下，讓小球到達斜面底端的速度相同；圖乙中兩球的質量不同，故選用圖乙探究的是動能與質量的關系；根據乙圖可知，高度相同時，小球到達斜面底端時的速度相同，質量大的小球撞擊紙盒后，紙盒運動的距離遠，說明質量大的小球其動能大；由此得出結論：速度相同時，物體的質量越大，動能越大．
（3）實驗中是通過比較紙盒被推移動的距離來比較小球動能大小的；若本實驗裝置中的水平面絕對光滑，則小球和紙盒將做勻速直線運動，不能達到探究的目的．
故答案為：（1）質量；速度；質量相等時，物體的速度越大，動能越大；（2）速度；質量；速度相同時，物體的質量越大，動能越大；（3）紙盒被推移動的距離；不能．

點評 此類實驗題目是考查對控制變量法和轉換法的掌握情況，及如何正確的對實驗現象進行分析，歸納出正確的結論．