Question

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

（1）讓質(zhì)量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運(yùn)動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示．
（2）讓不同質(zhì)量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運(yùn)動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示．上述甲、乙兩組實(shí)驗中：
①乙圖中讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達(dá)水平面時，具有相同的速度．
②選用圖甲探究的是動能與速度的關(guān)系，理由是：兩球質(zhì)量相等；得出的結(jié)論是：物體質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大．
③選用圖乙探究的是動能與質(zhì)量的關(guān)系，得出的結(jié)論是：速度一定時，物體質(zhì)量越大，動能越大．
④物理研究方法有許多，如等效替代法、類比法、對比法、控制變量法；本實(shí)驗中運(yùn)用了兩種研究方法，一是控制變量法；二是轉(zhuǎn)換法，就是用紙盒移動的距離長短來表示小球動能的大小．

Answer 1

分析 ①在該題中小球的高度在這個題中代表了其速度的大��；
②③解答此題要知道動能的決定因素有兩個：質(zhì)量和速度，對于這類多因素問題應(yīng)結(jié)合控制變量法進(jìn)行分析；
④分別控制小球的質(zhì)量和所處高度不變，這是利用控制變量法研究問題；
球把紙盒推出的距離長，說明的動能大，這是一種轉(zhuǎn)換的方法．

解答 解：
①在此實(shí)驗中，小球的高度在這個題中代表了其速度的大小，讓小球從同一高度滾下的目的是兩球到達(dá)水平面時能夠具有相同的速度；
②甲圖中兩球的質(zhì)量相同，高度不同，所以到達(dá)底端的速度不同，所以可以探究動能與速度大小的關(guān)系；
高度越高的小球運(yùn)動到底端時速度越大，把紙盒撞擊的更遠(yuǎn)，因此說明其動能越大；由此可以得出的結(jié)論是：物體質(zhì)量一定時，運(yùn)動速度越大，動能越大；
③乙圖中兩球的高度相同，這樣到達(dá)底端的速度相同，但它們的質(zhì)量不同，所以可以探究動能與速度大小的關(guān)系；
質(zhì)量越大的小球把平面上的紙盒撞擊的更遠(yuǎn)，說明小球的動能越大，由此可以得出的結(jié)論是：在運(yùn)動速度一定時，物體質(zhì)量越大，動能越大；
④實(shí)驗過程中分別控制質(zhì)量和速度不變的研究問題方法是利用的控制變量法；
把小球的動能大小轉(zhuǎn)化為撞擊紙盒距離的長短，這樣研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法；
故答案為：①速度；②速度；質(zhì)量；物體質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；③質(zhì)量；速度一定時，物體質(zhì)量越大，動能越大；④控制變量．

點(diǎn)評 解決此類問題要會利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法，探究影響動能的大小因素，是中考探究實(shí)驗考查的重點(diǎn)．