Question

10．小科在觀看臺(tái)球比賽時(shí)發(fā)現(xiàn)：有時(shí)運(yùn)動(dòng)的白球去撞擊一個(gè)靜止的球后，白球會(huì)立即靜止在碰撞時(shí)的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向，以幾乎相同的速度向前運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示．

小科想：白球碰撞后立即靜止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度運(yùn)動(dòng)出去的嗎？
通過(guò)了解和初步實(shí)驗(yàn)，小科發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)體積和質(zhì)量均相同的兩球，而且球心在同一直線上相碰時(shí)，才可能出現(xiàn)上述現(xiàn)象．
為進(jìn)一步探究，她設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)方案：將一個(gè)兩端翹起、中間水平的軌道固定在水平桌面上，取兩個(gè)相同的臺(tái)球A、B，將B球靜置于軌道的滴水平部分，A球置于軌道左端斜面上某處，測(cè)出該點(diǎn)到水平桌面的高度h₁，如圖乙所示，釋放A球，撞擊后，A球靜止，B球向前運(yùn)動(dòng)并沖上軌道右端斜面能到達(dá)的最高點(diǎn)，測(cè)出該點(diǎn)的高度h₂．
請(qǐng)你作答以下問(wèn)題：
（1）B球由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)是因?yàn)锽球在碰撞中獲得了動(dòng)能．
（2）v_A表示碰撞前瞬間A球運(yùn)動(dòng)速度，v_B表示B球被撞后開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的速度，實(shí)驗(yàn)中，若出現(xiàn)v_A=v_B，則說(shuō)明被撞的B球是和A球相同大小的速度運(yùn)動(dòng)出去的．
（3）在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，測(cè)出的h₂總小于h₁，若導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是軌道不光滑，那么，在阻力不可避免的情況下，你認(rèn)為小科的設(shè)計(jì)是否還有價(jià)值？請(qǐng)說(shuō)出你的理由有價(jià)值，在阻力無(wú)法避免的情況下，用光滑程度不同的軌道多次實(shí)驗(yàn)，軌道越光滑，h₂約接近h₁，即可推理得出：當(dāng)無(wú)阻力時(shí)，h₂=h₁．你闡述的理由中蘊(yùn)含的科學(xué)方法主要是實(shí)驗(yàn)推理法．

Answer 1

分析 （1）物體由于運(yùn)動(dòng)具有的能量是動(dòng)能；
（2）根據(jù)“被撞的球是以白球撞前相同大小的速度運(yùn)動(dòng)出去的”回答；
（3）實(shí)驗(yàn)中軌道的摩擦力是不可避免的，我們可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)推理法進(jìn)行驗(yàn)證，即用光滑程度不同的軌道多次實(shí)驗(yàn)，軌道越光滑，h₂約接近h₁．

解答 解：（1）B球由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)是因?yàn)锽球在碰撞中獲得了動(dòng)能；
（2）由題意，若出現(xiàn) v_A=v_B，則說(shuō)明被撞的B球是和A球相同大小的速度運(yùn)動(dòng)出去的；
（3）有價(jià)值．在阻力無(wú)法避免的情況下，用光滑程度不同的軌道多次實(shí)驗(yàn)，根據(jù)小球隨軌道光滑程度增加上升高度的變化趨勢(shì)：軌道越光滑，h=越接近h₁，可推理想像是，當(dāng)軌道無(wú)阻力時(shí)，h₂=h₁．
故答案為：（1）動(dòng)；（2）v_A=v_B；
（3）有價(jià)值．在阻力無(wú)法避免的情況下，用光滑程度不同的軌道多次實(shí)驗(yàn)，軌道越光滑，h₂約接近h₁，即可推理得出：當(dāng)無(wú)阻力時(shí)，h₂=h₁；
實(shí)驗(yàn)推理法．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了控制變量法和實(shí)驗(yàn)推理法的運(yùn)用，利用好題干中所給的信息是關(guān)鍵，對(duì)學(xué)生獲取知識(shí)和解決問(wèn)題的能力要求較高，體現(xiàn)了與高中知識(shí)的銜接．