Question

15．如圖所示，將一根細(xì)線上端固定，下端系上一小鐵球，該裝置便是“單擺”，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用該“單擺”探究“物體動(dòng)能的大小與質(zhì)量和速度的關(guān)系”，將鐵球從某一高度由靜止釋放，鐵球擺到豎直位置時(shí)，撞擊水平面的木塊，將木塊撞出一段距離．
（1）本實(shí)驗(yàn)使鐵球獲得動(dòng)能的操作方法是將鋼球從某一高度由靜止釋放，鐵球動(dòng)能的大小是通過觀察木塊運(yùn)動(dòng)的距離來判斷的．
（2）如圖甲、乙所示，將質(zhì)量為m₁、m₂的小球分別移動(dòng)到與豎直方向成θ₁角時(shí)放手，m₂＞m₁，兩個(gè)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度相同，此時(shí)撞擊放在水平面上的同一木塊，木塊被撞后在水平方向移動(dòng)的距離如圖所示．則單擺的運(yùn)動(dòng)速度與鐵球的質(zhì)量無關(guān)，由甲、乙兩圖可知，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大．
（3）如圖丙所示，將質(zhì)量為m₂的鐵球移動(dòng)到與豎直方向成θ₂角時(shí)放手，∠θ₂＞∠θ₁，鐵球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)撞擊同一木塊，比較乙、丙兩圖可知，物體的速度越快，動(dòng)能越大．

Answer 1

分析 （1）讓鋼球從某一高度由靜止釋放，使鋼球獲得動(dòng)能；一個(gè)物體能夠做功就說這個(gè)物體具有能量，若物體做的功越多就說明物體具有的能量越大；
（2）（3）物體動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，在探究物體物體的質(zhì)量大小與動(dòng)能的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制物體運(yùn)動(dòng)的速度相同；在探究物體的運(yùn)動(dòng)速度大小與動(dòng)能的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制物體的質(zhì)量相等．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)中，將鋼球拉到某一高度由靜止釋放，鋼球運(yùn)動(dòng)時(shí)重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，可使鋼球獲得動(dòng)能；鋼球撞擊木塊時(shí)，鋼球?qū)δ緣K做功，木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長，就表示鋼球的動(dòng)能越大；即鋼球動(dòng)能的大小是通過木塊運(yùn)動(dòng)的距離來判斷的．
（2）單擺的運(yùn)動(dòng)速度與鐵球的質(zhì)量無關(guān)，與鐵球最初的高度有關(guān)（或與小球和豎直方向的夾角有關(guān)）；
如圖甲、乙所示，將質(zhì)量為m₁、m₂的小球分別移動(dòng)到與豎直方向成θ₁角時(shí)放手，兩個(gè)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度相同，而m₂＞m₁，據(jù)此可知：物體的質(zhì)量越大，木塊移動(dòng)的距離越長，說明物體的動(dòng)能越大；
（3）如圖丙所示，將質(zhì)量為m₂的小球移動(dòng)到與豎直方向成θ₂角時(shí)放手，∠θ₂＞∠θ₁，小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)撞擊同一木塊，比較乙、丙兩圖可知，小球與豎直方向的角度越大，物體到達(dá)水平面時(shí)的速度越快，木塊移動(dòng)的距離越長，說明物體的動(dòng)能越大．
故答案為：（1）將鋼球從某一高度由靜止釋放；木塊運(yùn)動(dòng)的距離；（2）質(zhì)量；動(dòng)能；（3）乙、丙．

點(diǎn)評(píng) 此題考查動(dòng)能大小的影響因素，明確本實(shí)驗(yàn)中研究動(dòng)能大小的決定因素時(shí)運(yùn)用了控制變量法，反映動(dòng)能多少時(shí)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法．