Question

某小組同學(xué)通過學(xué)習(xí)，知道了動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，他們想進(jìn)一步探究動能與質(zhì)量、速度之間的定量關(guān)系，于是用不同質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)小車去撞擊同一木塊，實(shí)驗(yàn)時利用了DIS裝置精確地測出了小車撞擊木塊時的速度．小車撞擊木塊后和木塊一起向前滑動，測量出木塊滑動的距離，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表前四列所示．為了進(jìn)一步探究動能與所測物理量間的數(shù)值關(guān)系，他們進(jìn)行了適量的運(yùn)算，將結(jié)果記錄在表的最后兩列中．
表一

實(shí)驗(yàn) 序號	小車質(zhì)量m（千克）	小車速度v（米/秒）	木塊滑動距離s（米）	m2 （千克2）	v2 （米2/秒2）
1	0.20	0.7071	0.2	0.0400	0.5000
2	0.40	0.5000	0.2	0.1600	0.2500
3	0.80	0.3536	0.2	0.6400	0.1250

表二

實(shí)驗(yàn) 序號	小車質(zhì)量m（千克）	小車速度v（米/秒）	木塊滑動距離s（米）	m2 （千克2）	v2 （米2/秒2）
4	0.20	1.0000	0.4	0.0400	1.0000
5	0.40	0.7071	0.4	0.1600	0.5000
6	0.80	0.5000	0.4	0.6400	0.2500

表三

實(shí)驗(yàn) 序號	小車質(zhì)量m（千克）	小車速度v（米/秒）	木塊滑動距離s（米）	m2 （千克2）	v2 （米2/秒2）
7	0.20	1.4142	0.8	0.0400	2.0000
8	0.40	1.0000	0.8	0.1600	1.0000
9	0.80	0.7071	0.8	0.6400	0.5000

（1）小組同學(xué)是通過比較表格中的______來比較小車的動能大小的．
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)______及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：在小車質(zhì)量相同的情況下，速度越大，小車的動能就越大．
（3）分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)1與5與9，（或2與6或4與8）及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：______；通過分析三張表格，你認(rèn)為______（選填“質(zhì)量”或“速度”）的改變對動能的改變影響更大些．
（4）請進(jìn)一步綜合分析比較表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，并歸納得出結(jié)論．
（a）分析比較表一、表二或表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可初步得出：______；
（b）分析比較表一、表二和表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可初步得出：______．

Answer 1

解：（1）小車的動能大小反應(yīng)在它的做功本領(lǐng)上，木塊被撞擊的越遠(yuǎn)，說明小車的動能越大，這里采用了轉(zhuǎn)換法的思想．
故答案為：木塊滑動距離．
（2）要得出“在小車質(zhì)量相同的情況下，速度越大，小車的動能就越大”的結(jié)論，根據(jù)控制變量法的思想，必須控制小車的質(zhì)量相同，小車的速度不同，符合這一要求的數(shù)據(jù)有：1與4與7（或2與5與8，或3與6與9）．
故答案為：1與4與7（或2與5與8，或3與6與9）．
（3）分析1與5與9，（或2與6或4與8）中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：小車的速度相同，但是小車的質(zhì)量不同，木塊滑動的距離也不相同，小車的質(zhì)量越大，木塊滑動的距離越大，小車具有的動能也就越大，因此可以得出的結(jié)論是：在小車速度相同時，小車的質(zhì)量越大，動能也越大．通過分析三張表格，發(fā)現(xiàn)在質(zhì)量和速度這兩個影響動能大小的因素中，速度對動能的影響較大．
故答案為：在小車速度相同時，小車的質(zhì)量越大，動能也越大；速度．
（4）（a）分析實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量與速度的平方相乘，即0.20×0.5000=0.01；
分析實(shí)驗(yàn)2數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量與速度的平方相乘，即0.40×0.2500=0.01；
兩次實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量與速度平方的乘積相等，而小車滑動的距離都是0.2m，說明動能相等，由此可得：當(dāng)小車質(zhì)量與速度平方的乘積相同時，小車具有的動能相同．
（b）再分析實(shí)驗(yàn)4可知，質(zhì)量與速度平方相乘，即0.20×1.0000=0.02；
和實(shí)驗(yàn)1中質(zhì)量與速度平方乘積相比，第4次實(shí)驗(yàn)比第1次實(shí)驗(yàn)的乘積大，而且第四次小車滑動距離更遠(yuǎn)，說明第4次動能更大，由此可得：小車質(zhì)量與速度平方的乘積越大，小車具有的動能越大．
故答案為：（a）小車的質(zhì)量與速度的平方的乘積相同時，小車動能相同；
（b）小車的質(zhì)量與速度的平方的乘積不同時，小車動能不同，且乘積越大，小車的動能也越大．
分析：（1）實(shí)驗(yàn)中用運(yùn)動的小車撞擊同一木塊來研究小車動能，小車動能的大小是通過對木塊做功的多少，也就是木塊在小車撞擊下滑動的距離來體現(xiàn)的．
（2）研究小車的動能與速度的關(guān)系，就應(yīng)該控制小車的質(zhì)量相同，改變小車的速度，根據(jù)木塊被推動的距離來分析小車動能的大�。�
（3）分析1與5與9，（或2與6或4與8）數(shù)據(jù)中的相同因素和不同因素，根據(jù)木塊滑動的距離，結(jié)合控制變量法的思想就可得出正確的結(jié)論．
（4）根據(jù)我們已知的動能影響因素是質(zhì)量和速度，從表中的相關(guān)數(shù)據(jù)中找出有用信息，得出結(jié)論．
點(diǎn)評：考查了采用控制變量法探究影響運(yùn)動大小的因素，表中數(shù)據(jù)很多，需要學(xué)生從大量的數(shù)據(jù)中篩選出有用的信息進(jìn)行分析，考查了學(xué)生的數(shù)據(jù)分析處理能力．