Question

14．為了研究物體動能大小與哪些因素有關(guān)，同學們設計了如圖甲、乙所示的實驗裝置來進行實驗．

（1）圖甲是讓不同質(zhì)量的小球沿同一光滑斜面從B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊到放在同一水平面上的同一木塊，實驗中，通過觀察木塊移動的距離比較小球動能的大�。�
（2）本實驗裝置的水平面如果絕對光滑，還能得出結(jié)論嗎？不能；理由是木塊做勻速直線運動；
（3）通過觀察圖甲和圖乙你能得出結(jié)論是物體的速度越大，質(zhì)量越大，動能越大．
（4）實驗后，同學們聯(lián)想到在公交事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，進一步想知道，在影響物體動能大小的因素中，哪個對動能影響更大，于是利用上述器材進行了實驗測定，得到的數(shù)據(jù)如表．

實驗序號	小球的質(zhì)量m/g	小球自由滾下的高度h/cm	木塊被撞后運動的距離s/m
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

請分析表格對應的實驗數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）轉(zhuǎn)換法是物理研究中常用的方法之一，是將不易觀察或測量的量通轉(zhuǎn)換為容易觀察或測量的量來進行研究的方法，這里就是通過觀察木塊被推動距離的大小來判斷物體動能的大��；
（2）由牛頓第一定律內(nèi)容分析回答；
（3）甲圖中兩個小球的質(zhì)量相同，探究動能與運動速度的關(guān)系；乙圖讓小球從斜面的同一高度滾下，速度相同，比較木塊被推動距離遠近來探究動能與質(zhì)量的關(guān)系；
（4）通過分析表中物體的質(zhì)量、速度和動能的倍數(shù)關(guān)系得出結(jié)論．

解答 解：
（1）實驗中把小球動能的大小轉(zhuǎn)換成觀察木塊被推動距離遠近，木塊被推動距離越遠，小球?qū)δ緣K做功越多，表明小球的動能越大；
（2）如果水平面絕對光滑，小球推木塊運動時，木塊不受摩擦力，由牛頓第一定律可知木塊將永遠運動下去；木塊通過的距離無法確定，做功的多少也無法確定，所以小球動能的大小就無法比較；
（3）甲圖中兩個小球的質(zhì)量相同，讓小球從斜面的不同高度滾下，改變的是小球的運動速度，實驗表明，相同質(zhì)量的小球，速度越大，推動木塊越遠，表明小球的動能越大；
乙圖讓小球從斜面的同一高度滾下，速度相同，比較木塊被推動距離遠近可知，兩小球從斜面同一高度下滑，速度相同，質(zhì)量大的小球推動木塊的距離遠，表明質(zhì)量大的小球的動能大；
通過圖甲和圖乙得出結(jié)論是：物體的速度越大，質(zhì)量越大，動能越大；
（4）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，在同等條件下速度對物體的動能影響更大，當發(fā)生交通事故時，由此造成的危害更嚴重．
故答案為：（1）木塊移動的距離；（2）不能；木塊做勻速直線運動；（3）物體的速度越大，質(zhì)量越大，動能越大；（4）在同等條件下速度對物體的動能影響更大，當發(fā)生交通事故時，由此造成的危害更嚴重．

點評 本實驗中研究動能大小的決定因素時運用了控制變量法，反映動能多少時運用了轉(zhuǎn)換法．從圖中現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、速度的不同是此題的關(guān)鍵．