Question

9．圖甲是研究“物體動能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，打到同一個木塊上．圖乙是研究“牛頓第一定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下，在粗糙程度不同的平面上運(yùn)動．請回答下列問題：

（1）設(shè)計(jì)甲實(shí)驗(yàn)的目的是研究鋼球動能的大小與速度的關(guān)系；設(shè)計(jì)乙實(shí)驗(yàn)的目的是研究運(yùn)動的鋼球速度減小的快慢與所受摩擦力的關(guān)系．
（2）甲實(shí)驗(yàn)是通過木塊被推動距離的大小，說明鋼球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷鋼球動能的大��；乙實(shí)驗(yàn)是通過鋼球在粗糙程度不同的平面上運(yùn)動的遠(yuǎn)近，推理得出：在理想情況下，運(yùn)動的物體如果不受阻力作用，將永遠(yuǎn)作勻速直線運(yùn)動．
（3）上面兩個實(shí)驗(yàn)中都涉及到了控制變量法，其實(shí)在科學(xué)研究中常要用到許多研究方法．下面四個物理實(shí)例中，采用的研究方法相同的兩組實(shí)驗(yàn)是②④．（填序號）
①研究水的沸騰過程的特點(diǎn)； ②利用小球的振動來判斷發(fā)聲體在振動；
③研究真空中不能傳聲；     ④根據(jù)小桌陷入海綿的深度判斷壓力的大小．

Answer 1

分析 （1）動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，探究動能與速度關(guān)系時，控制質(zhì)量不變．
圖乙是研究小車的運(yùn)動與所受摩擦力的關(guān)系，此時應(yīng)該讓接觸面的粗糙程度不同；
（2）圖甲中可利用轉(zhuǎn)化法研究小球的動能，即讓鋼球撞擊木塊，觀察木塊的滑行距離，可以判斷出動能的大��；
（3）探究一個量與多個因素有關(guān)時，用到控制變量法．

解答 解：（1）甲實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，到達(dá)水平面時的初速度不同，鋼球質(zhì)量相同．可以探究動能的大小與速度的關(guān)系；要使得銅球與鋼球滾到水平面的速度相同，使鋼球從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下；圖乙的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下，在粗糙程度不同的平面上運(yùn)動，鋼球在粗糙程度不同的水平面上受到的摩擦力不同，運(yùn)動的距離不同；
（2）圖甲中可利用轉(zhuǎn)化法研究小球的動能，即讓鋼球撞擊木塊，觀察木塊的滑行距離，可以判斷出動能的大小；
乙實(shí)驗(yàn)中，接觸面越光滑，物體所受摩擦力越小，物體運(yùn)動的越遠(yuǎn)，所以如果物體不受阻力作用，則運(yùn)動的物體將一直勻速直線運(yùn)動狀態(tài)；
（3）兩個實(shí)驗(yàn)都用到了控制變量法：
①研究水的沸騰過程的特點(diǎn)采用的是直接實(shí)驗(yàn)法； 
②利用小球的振動來判斷發(fā)聲體在振動，采用的是轉(zhuǎn)換法；
③研究真空中不能傳聲采用的是實(shí)驗(yàn)推理法；     
④根據(jù)小桌陷入海綿的深度判斷壓力的大小采用的是控制變量法．
故選②④．
故答案為：（1）速度；摩擦力；（2）距離；不受阻力作用；（3）②④．

點(diǎn)評 解決多因素問題時常利用控制變量法進(jìn)行分析，對于動能的大小研究常采用轉(zhuǎn)換法進(jìn)行分析．