Question

4．在初中物理學習中，我們曾用斜面做過多次探究實驗，如圖甲是利用斜面“探究動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置，實驗中讓同一小車A從斜面上不同的高度由靜止滑下，碰到同一木塊B上．

（1）實驗中是通過觀察木塊被推動的距離的大小，從而判斷小車動能大小的，這種研究問題的方法稱為轉(zhuǎn)換法．
（2）設計甲實驗的目的是研究小車動能的大小與速度的關(guān)系，得出的結(jié)論是：物體質(zhì)量一定時，速度越大動能越大．
（3）在進一步實驗探究時發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量和速度都是影響動能大小的因素．那么，物體的質(zhì)量和速度對物體動能的影響一樣大嗎？小明查閱了相關(guān)資料，收集了一些物體的動能（如表所示），結(jié)合生活經(jīng)驗分析表中數(shù)據(jù)，你認為在“質(zhì)量”和“速度”這兩個因素中，對物體動能影響較大的是速度．

一些物體的功能E/J
行走的牛	約160
人騎自行車	約 800
飛行的步槍子彈	約5000

（4）圖乙為某段道路的限速標志牌，請結(jié)合所學知識解釋：
①對機動車限定最高行駛速度：質(zhì)量一定，速度越快動能越大．
②對不同車型限定不一樣的最高行駛速度：速度相同時，質(zhì)量越大動能越大．
（5）用圖甲裝置和器材探究“阻力對物體運動的影響”實驗，必須增加的器材是B（請從以下三個選項中選擇）．
A．傾斜程度不同的斜面    B．粗糙程度不同的水平面    C．質(zhì)量不同的鋼球．

Answer 1

分析 （1）實驗中小車的動能大小通過比較小車推動木塊距離的遠近來反映，是轉(zhuǎn)換法的運用；
（2）動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，探究動能與質(zhì)量關(guān)系時，控制速度不變；探究動能與速度關(guān)系時，控制質(zhì)量不變．
（3）通過物體質(zhì)量、速度和動能的倍數(shù)關(guān)系得出結(jié)論；
（4）對機動車的行駛速度進行限制，可用影響動能的因素分析，由于動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，對于質(zhì)量較大的車，允許的速度就比質(zhì)量較小的車的速度低；
（5）探究阻力對物體運動的影響，實驗中通過改變接觸面的粗糙程度來改變阻力的大小，據(jù)此進行分析．

解答 解：（1）探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)時，物體動能的大小無法直接體驗，所以通過小球?qū)δ緣K外做功的多少來體現(xiàn)小球動能的多少，即通過木塊被推動的距離來判斷小球動能的大小，用到的是轉(zhuǎn)換法；
（2）甲圖中實驗中讓同一小球從同一個斜面上不同的高度由靜止開始運動，“同一小球”控制了小球的質(zhì)量不變，“不同高度”小球的高度不同，運動的速度也就不同，因此該實驗探究的是小球動能與速度的關(guān)系．物體動能大小與速度的關(guān)系是：物體質(zhì)量一定時，速度越大動能越大；
（3）子彈的質(zhì)量很小，約是人質(zhì)量的$\frac{1}{6000}$，子彈的速度只是人騎自行車速度的80倍，而它們的動能卻差不多，說明速度對物體動能的影響更大．
（4）①機動車質(zhì)量一定，速度越快，動能越大，剎車時制動距離越大，容易出現(xiàn)交通事故，所以要限速行駛；
②在相同的道路上，不同車型的機動車質(zhì)量不同，速度相同時，質(zhì)量大的動能大，制動距離大，質(zhì)量小的動能小，制動距離小，當制動距離相同時，不同車型限速就不同；
（5）探究阻力對物體運動的影響，需要比較小車在不同表面上運動的距離，據(jù)此可知必須增加的器材是粗糙程度不同的水平面，故B正確．
故答案為：（1）木塊被推動的距離；轉(zhuǎn)換；（2）速度；物體質(zhì)量一定時，速度越大動能越大；（3）速度；（4）①質(zhì)量一定，速度越快動能越大；②速度相同時，質(zhì)量越大動能越大；（5）B．

點評 動能的決定因素有兩個：質(zhì)量和速度．要研究物體的動能與物體的質(zhì)量和速度的關(guān)系時，要從控制變量法的思路入手分析．注意解本題時，要把握轉(zhuǎn)換法和控制變量法的運用．