Question

小明同學(xué)在做“探究物體的動(dòng)能與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行了以下三步實(shí)驗(yàn)操作：
  
步驟一：讓鐵球甲從斜面F點(diǎn)靜止?jié)L下打到一個(gè)小木塊上，推動(dòng)木塊使木塊從位置A移動(dòng)到位置B。
步驟二：讓鐵球甲從斜面E點(diǎn)靜止?jié)L下，打到相同的小木塊上，推動(dòng)木塊使木塊從位置A移動(dòng)到位置C。
步驟三：換一鐵球乙（m_乙﹥m_甲）從斜面上E點(diǎn)靜止?jié)L下，打到相同的小木塊上，推動(dòng)木塊從位置A移動(dòng)到位置D。
（1）小明同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“步驟一”和“步驟二”，是想探究動(dòng)能大小與    的關(guān)系；
（2）小球動(dòng)能的大小是通過比較                                   得出的。
（3）分析步驟二、三，得出的結(jié)論                                       。
（4）為了讓質(zhì)量不同的甲、乙兩球獲得相同的初速度，有同學(xué)認(rèn)為可以不用讓兩球都從E點(diǎn)滾下，而是設(shè)計(jì)了如圖乙裝置，只要每次讓兩球壓縮彈簧到同樣的形變程度后自然釋放即可。不考慮各種能量損耗，該方法    （合理/不合理）。

Answer 1

（1）速度（2）木塊被推動(dòng)距離的長(zhǎng)短 （3）當(dāng)速度一定時(shí)，動(dòng)能大小與質(zhì)量成正比  (4)  不合理

試題分析：實(shí)驗(yàn)“步驟一”和“步驟二”，使用的是同一小球，小球的質(zhì)量就是一定的，從斜面的不同高度上滾下，小球到達(dá)水平面時(shí)的速度是不同的，由圖可以發(fā)現(xiàn)，小球在斜面上的位置越高，速度越大，木塊移動(dòng)距離越長(zhǎng)，動(dòng)能越大．在“步驟二”和“步驟三”中，小明讓甲、乙兩球都從E點(diǎn)滾下，小球到達(dá)水平面時(shí)速度就是一定的．而小球乙的質(zhì)量，乙推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)距離長(zhǎng)，說明在速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大．實(shí)驗(yàn)“步驟一”和“步驟二”，是想探究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系；在“步驟二”和“步驟三”中，小明讓甲、乙兩球都從E點(diǎn)滾下，目的是：控制小球到達(dá)水平面時(shí)的速度一定，這種研究方法叫控制變量法．分析步驟一、二，可以發(fā)現(xiàn)：采用了同一物體，質(zhì)量時(shí)不變的，從不同高度處滾下，速度是不同的，木塊移動(dòng)距離的不同也就說明了動(dòng)能不同，由此得出的結(jié)論是：質(zhì)量一定時(shí)，物體的速度越大，動(dòng)能就越大．分析步驟二、三，可以發(fā)現(xiàn)：采用了不同的物體，從同一高度滾下，速度是一定的，乙的質(zhì)量大，乙就把木塊推動(dòng)的距離長(zhǎng)，由此得出結(jié)論：速度一定時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大．該方法不合理，由于甲乙兩球的質(zhì)量不同，所以即使讓兩球壓縮彈簧的形變程度相同，也不會(huì)獲得相同的速度。
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵是熟知控制變量法的應(yīng)用，我們要能夠使用控制變量法分析實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論．