Question

1．某小組同學(xué)為了探究物體在水平面上移動(dòng)的距離與哪些因素有關(guān)，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．質(zhì)量為m的物體從斜面上滑下時(shí)，在水平面上移動(dòng)了一段距離s．實(shí)驗(yàn)中，該小組同學(xué)利用位移傳感器測出了物體剛到達(dá)水平面時(shí)的初始速度v、以及在水平面上移動(dòng)的距離s．相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表1中．表1：

序號(hào)	m（千克）	v（米/秒）	s（米）
1	0.1	2	1
2	0.2	2	1
3	0.1	4	4
4	0.2	4	4
5	0.1	6	9
6	0.2	6	9

①實(shí)驗(yàn)中可以通過改變?cè)谛泵嫔衔矬w釋放的高度來改變初始速度v．
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：s與質(zhì)量（m）無關(guān)．
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與3與5或2與4與6的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：同一水平面上，物體在水平面上移動(dòng)的距離隨初始速度v的增大而增大，再進(jìn)一步定量分析，發(fā)現(xiàn)物體移動(dòng)的距離與速度的平方（v²）成正比．
④該小組同學(xué)還想利用該實(shí)驗(yàn)探究物體動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)．根據(jù)數(shù)據(jù)中質(zhì)量不同的物體移動(dòng)的距離相等，有同學(xué)得出了物體動(dòng)能大小與質(zhì)量無關(guān)的結(jié)論．請(qǐng)你判斷：該結(jié)論是錯(cuò)誤的（選填“正確”或“錯(cuò)誤”），理由是在速度相同，質(zhì)量不同的情況下，物體所受摩擦力的大小不同，因此不能僅從物體移動(dòng)的距離來判斷做功本領(lǐng)．

Answer 1

分析 ①物體下滑過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，要改變小球運(yùn)動(dòng)到斜面底端的速度，應(yīng)讓它們從斜面的不同高度自由釋放；
②探究物體在水平面上移動(dòng)的距離與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要讓質(zhì)量不同的物體沿斜面的同一高度下滑，這樣保證到達(dá)水平面時(shí)的初速度v相同，分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2或3、4或5、6即可得出結(jié)論；
③利用控制變量法判斷物體在水平面上移動(dòng)的距離與速度的關(guān)系，得出結(jié)論；
④若一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉�，我們就說該物體具有能量，在實(shí)驗(yàn)中我們一般將物體具有能量的多少轉(zhuǎn)化為其能對(duì)外做功的多少，
故此實(shí)驗(yàn)把物體具有動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換為克服摩擦力做的功，克服摩擦力做的功越多，表明物體的動(dòng)能越大．

解答 解：①物體從斜面上滑下的過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，同一物體所處的高度越高重力勢(shì)能越大，下滑到水平面時(shí)轉(zhuǎn)化的動(dòng)能就越大，速度越大；
所以可以通過改變?cè)谛泵嫔衔矬w釋放的高度來改變初始速度v．
②探究物體在水平面上移動(dòng)的距離與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要保證到達(dá)水平面時(shí)的初速度v相同，
分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2或3、4或5、6可知，質(zhì)量不同的物體到達(dá)水平面時(shí)的初始速度v相同時(shí)，物體在水平面上移動(dòng)的距離相同，說明s與m無關(guān)．
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與3與5或2與4與6的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，質(zhì)量相同的物體在同一水平面上，初速度v增大，物體在水平面上移動(dòng)的距離s也增大，
故可得出的初步結(jié)論是：同一水平面上，物體在水平面上移動(dòng)的距離隨初始速度v的增大而增大；
當(dāng)初速度v變?yōu)樵瓉淼膎倍，物體在水平面上移動(dòng)的距離s變?yōu)閚²倍，
故可得出的初步結(jié)論是：同一水平面上，物體在水平面上移動(dòng)的距離與速度的平方（v²）成正比．
④在本實(shí)驗(yàn)中，物體水平面上移動(dòng)的距離不能反映動(dòng)能的大小，動(dòng)能大小體現(xiàn)在對(duì)外做功的多少，可以通過物體克服摩擦力做的功來比較動(dòng)能的大小，
在其他條件相同時(shí)，質(zhì)量不同的物體對(duì)水平面的壓力不同，摩擦力不同，物體克服摩擦力做的功不同，動(dòng)能的大小也不同，所以該結(jié)論是錯(cuò)誤的．
故答案為：①在斜面上物體釋放的高度；
②質(zhì)量（m）；
③增大；速度的平方（v²）；
④錯(cuò)誤；在速度相同，質(zhì)量不同的情況下，物體所受摩擦力的大小不同，因此不能僅從物體移動(dòng)的距離來判斷做功本領(lǐng)．

點(diǎn)評(píng) 此題是“探究物體在水平面上移動(dòng)的距離與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，并且進(jìn)行了延伸，考查了控制變量法和轉(zhuǎn)換法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，同時(shí)考查了學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的分析能力，一定抓住變量和不變量．