Question

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

序號	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實驗中可以通過改變在斜面上物體釋放的高度來改變初始速度v．
②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知：s與質(zhì)量（m）無關(guān)．
③根據(jù)實驗序號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的距離隨初始速度v的增大而增大，再進一步定量分析，發(fā)現(xiàn)物體移動的距離與速度的平方（v²）成正比．
④該小組同學(xué)還想利用該實驗探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)．根據(jù)數(shù)據(jù)中質(zhì)量不同的物體移動的距離相等，有同學(xué)得出了物體動能大小與質(zhì)量無關(guān)的結(jié)論．請你判斷：該結(jié)論是錯誤的（選填“正確”或“錯誤”），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，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，要改變小球運動到斜面底端的速度，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的距離與質(zhì)量的關(guān)系時，要讓質(zhì)量不同的物體沿斜面的同一高度下滑，這樣保證到達水平面時的初速度v相同，分析實驗序號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的距離與速度的關(guān)系，得出結(jié)論；
④若一個物體能夠?qū)ν庾龉Γ�我們就說該物體具有能量，在實驗中我們一般將物體具有能量的多少轉(zhuǎn)化為其能對外做功的多少，
故此實驗把物體具有動能的大小轉(zhuǎn)換為克服摩擦力做的功，克服摩擦力做的功越多，表明物體的動能越大．

解答 解：①物體從斜面上滑下的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，同一物體所處的高度越高重力勢能越大，下滑到水平面時轉(zhuǎn)化的動能就越大，速度越大；
所以可以通過改變在斜面上物體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的距離與質(zhì)量的關(guān)系時，要保證到達水平面時的初速度v相同，
分析實驗序號1、2或3、4或5、6可知，質(zhì)量不同的物體到達水平面時的初始速度v相同時，物體在水平面上移動的距離相同，說明s與m無關(guān)．
③根據(jù)實驗序號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的距離與速度的平方（v²）成正比．
④在本實驗中，物體水平面上移動的距離不能反映動能的大小，動能大小體現(xiàn)在對外做功的多少，可以通過物體克服摩擦力做的功來比較動能的大小，
在其他條件相同時，質(zhì)量不同的物體對水平面的壓力不同，摩擦力不同，物體克服摩擦力做的功不同，動能的大小也不同，所以該結(jié)論是錯誤的．
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的距離來判斷做功本領(lǐng)．

點評 此題是“探究物體在水平面上移動的距離與哪些因素有關(guān)”的實驗，并且進行了延伸，考查了控制變量法和轉(zhuǎn)換法在實驗中的應(yīng)用，同時考查了學(xué)生對數(shù)據(jù)的分析能力，一定抓住變量和不變量．