Question

15．為了探究物體動能大小與哪些因素有關，同學們設計了如圖甲、乙、丙所示的實驗裝置進行實驗．

（1）甲、乙兩次實驗研究的問題是動能與速度的關系；
（2）甲、乙、丙三次實驗中木塊最初獲得動能最大的是丙；
（3）某同學改用如圖丁所示裝置探究小球的動能與質(zhì)量的關系，為了讓小球到達B點時速度相同，用質(zhì)量不同的小球．每次將彈簧壓縮到A位置，然后靜止釋放，該方案是否可行？為什么？不可行，因為兩個質(zhì)量不同的小球動能相同，速度會不同．

Answer 1

分析 （1）動能的大小與質(zhì)量和速度有關，若要探究動能的大小與質(zhì)量的關系，需控制小球的速度相同，質(zhì)量不同；若要探究動能的大小與速度的關系，需控制小球的質(zhì)量相同，速度不同；
（2）比較甲、乙和丙圖中小球的質(zhì)量和高度關系，判斷動能的大��；
（3）根據(jù)機械能守恒及動能和勢能的轉(zhuǎn)化來分析此題；影響動能大小的因素是質(zhì)量和速度，質(zhì)量越大，速度越大，其動能也就越大．

解答 解；（1）比較甲、乙兩圖可知，小球的質(zhì)量相同，釋放時的位置高度不同，甲圖中小球釋放時的位置高，到達水平面時的初速度大，木塊被推動的距離大，說明甲球的動能大；故實驗研究的問題是動能與速度的關系；
（2）比較甲圖和丙圖可知，高度相同，丙圖中小球的質(zhì)量大，所以到達水平面時丙實驗中小球的動能大，又由（1）分析可知，甲實驗中比乙實驗中小球的動能大，故甲、乙、丙三次實驗中木塊最初獲得動能最大的是丙；
（3）兩球壓縮彈簧到同樣的形變程度后，彈簧具有的彈性勢能相同，則轉(zhuǎn)化成的動能也相同，所以兩個質(zhì)量不同的小球動能相同，速度會不同，因此該方案不合理．
故答案為：（1）動能與速度的關系；（2）丙；（3）不可行，因為兩個質(zhì)量不同的小球動能相同，速度會不同．

點評 動能的決定因素有兩個：質(zhì)量和速度．要研究物體的動能與物體的質(zhì)量和速度的關系時，要從控制變量法的思路入手分析．注意解本題時，要把握圖中的相同點與不同點．