Question

5．小紅猜想動(dòng)能的大小可能與物體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，于是設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)，探究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)．

（1）讓質(zhì)量相同的兩個(gè)小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運(yùn)動(dòng)，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖甲所示．
（2）讓不同質(zhì)量的兩個(gè)小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運(yùn)動(dòng)，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖乙所示．
①上述甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)中：如何比較兩小球動(dòng)能的大��？根據(jù)紙盒在水平面上移動(dòng)的距離大小
②選用圖甲探究的是動(dòng)能與速度的關(guān)系；
選用圖乙探究，得出的結(jié)論是：速度一定的物體質(zhì)量越大動(dòng)能越大．．
（3）在做完探究“動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)后，小華提出了這樣一個(gè)問題：
“如果改變斜面的長(zhǎng)度，仍使小球從同一高度滾下，小球的動(dòng)能變不變呢？”
“當(dāng)然不變了，”同桌小明立刻回答說，“因?yàn)楦叨炔�沒有變．”
“可畢竟斜面的坡度變了呀!斜面的坡度對(duì)動(dòng)能有沒有影響呢？”小紅說．
“做一做實(shí)驗(yàn)不就知道了嗎？”
于是他們準(zhǔn)備利用身邊的實(shí)驗(yàn)器材，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．他們還為這個(gè)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究報(bào)告，以下就是這個(gè)探究報(bào)告的框架．在報(bào)告中有的地方?jīng)]有填寫，請(qǐng)你幫助他們盡可能地完善．
探究課題：同一鋼球在不同坡度的斜面上從相同高度的位置滾下，到達(dá)斜面底端的動(dòng)能是否相同？
猜想：盡管斜面的坡度不同，只要鋼球從相同高度的位置開始滾下，到達(dá)斜面底端的動(dòng)能是相同的．
①實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)裝置，如圖丙所示．

②實(shí)驗(yàn)步驟：同一鋼球在三個(gè)不同坡度的斜面上從相同高度的位置滾下，觀察鋼球在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離是否相等
③預(yù)測(cè)：如果實(shí)驗(yàn)結(jié)論與猜想一致，則在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該看到的現(xiàn)象是：同一鋼球三次在水平面上撞擊木塊時(shí)，木塊運(yùn)動(dòng)的距離相等
④若水平面絕對(duì)光滑，本實(shí)驗(yàn)不能（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的．

Answer 1

分析 （2）小球從光滑斜面上向下運(yùn)動(dòng)到水平面上，有了一定的速度，就有動(dòng)能，小球撞擊紙盒，可以通過紙盒在水平面上移動(dòng)的距離來判斷動(dòng)能的大小；
因?yàn)閯?dòng)能大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，乙圖是探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，根據(jù)控制變量法，要保證質(zhì)量不同而速度相同，讓不同質(zhì)量的兩個(gè)小球從同一高度滾下就是為了使小球滾到水平面時(shí)速度相同．由乙圖可知，小球高度相同，小球的質(zhì)量越大，到水平面速度越快，紙盒在水平面上移動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，所以可得出結(jié)論：速度一定的物體質(zhì)量越大動(dòng)能越大；
（3）研究物體動(dòng)能的多少與斜面的坡度的關(guān)系，就要保證斜面的坡度不同，質(zhì)量速度相同．作對(duì)比實(shí)驗(yàn)．由此入手來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟．
動(dòng)能的多少是通過是通過木塊移動(dòng)的距離的多少來體現(xiàn)的．若與坡度無關(guān)，即動(dòng)能相同，所以，木塊移動(dòng)的距離相同．
如果水平面絕對(duì)光滑，小球?qū)⒈３謩蛩僦本�運(yùn)動(dòng)，永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去．

解答 解：（2）小球因?yàn)橛袆?dòng)能撞擊紙盒，動(dòng)能越大，紙盒在水平面上移動(dòng)的距離就越遠(yuǎn)，所以判斷小球動(dòng)能大小的依據(jù)是紙盒在水平面上移動(dòng)的距離；
根據(jù)控制變量法，探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，要保證質(zhì)量不同而速度相同，讓不同質(zhì)量的兩個(gè)小球從同一高度滾下就是為了使小球滾到水平面時(shí)速度相同．由乙圖可知，小球高度相同，小球的質(zhì)量越大，到水平面速度越快，紙盒在水平面上移動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，所以可得出結(jié)論：速度一定的物體質(zhì)量越大動(dòng)能越大．
（3）研究物體動(dòng)能的多少與斜面的坡度的關(guān)系，就要保證斜面的坡度不同，同一個(gè)球質(zhì)量相同，同一高度，速度相同．作對(duì)比實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)步驟：同一鋼球在三個(gè)不同坡度的斜面上從相同高度的位置滾下，觀察鋼球在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離是否相等．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：同一鋼球三次在水平面上撞擊木塊時(shí)，木塊運(yùn)動(dòng)的距離相等．
若水平面絕對(duì)光滑，根據(jù)牛頓第一定律，小球?qū)⒂肋h(yuǎn)一直運(yùn)動(dòng)下去，沒有運(yùn)動(dòng)距離的遠(yuǎn)近之分，就不能達(dá)到比較距離來比較動(dòng)能的目的了．
故答案為：
（2）根據(jù)紙盒在水平面上移動(dòng)的距離的大��；速度；速度一定的物體質(zhì)量越大動(dòng)能越大；
（3）同一鋼球在三個(gè)不同坡度的斜面上從相同高度的位置滾下，觀察鋼球在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離是否相等；同一鋼球三次在水平面上撞擊木塊時(shí)，木塊運(yùn)動(dòng)的距離相等；不能．

點(diǎn)評(píng) 解決此類問題要會(huì)利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法，探究影響動(dòng)能的大小因素，是中考探究實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要考慮到質(zhì)量和速度這兩個(gè)因素．