Question

7．某小組同學(xué)用實(shí)驗(yàn)小車去撞擊同一木塊來研究小車的動(dòng)能與小車的質(zhì)量和速度直接的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)利用了DIS裝置精確地測出了小車撞擊木塊時(shí)的速度，小車撞擊木塊后與木塊一起向前滑動(dòng)，該同學(xué)借用木塊滑動(dòng)的距離來反映小車動(dòng)能的大小，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示．為了進(jìn)一步探究動(dòng)能與所測物理量間的數(shù)值關(guān)系，他們進(jìn)行了適量的運(yùn)算，將結(jié)果記錄在表中最后一列中

實(shí)驗(yàn)序號	小車質(zhì)量（千克）	小車速度（米/秒）	木塊滑動(dòng)距離（米）	小車速度的平方（米/秒）2
1	0.20	0.7071	0.2	0.5000
2	0.40	0.5000	0.2	0.2500
3	0.60	0.4083	0.2	0.1667
4	0.20	1.0000	0.4	1.0000
5	0.40	0.7071	0.4	0.5000
6	0.60	0.5773	0.4	0.3333
7	0.20	1.225	0.6	1.5000
8	0.40	0.8660	0.6	0.7500
9	0.60	0.7071	0.6	0.5000

（1）本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)的目的是通過多次測量獲得多組數(shù)據(jù)，來尋找一定的規(guī)律．
（2）若用0.80千克的小車進(jìn)行第10次試驗(yàn)，當(dāng)小車的速度是0.612米/秒（結(jié)果精確到0.001）時(shí)，木塊滑動(dòng)的距離與第9次實(shí)驗(yàn)相同
（3）綜合分析比較表中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得到的結(jié)論是①小車的質(zhì)量與速度的平方的乘積相同時(shí)，小車動(dòng)能相同；
②小車的質(zhì)量與速度的平方的乘積不同時(shí)，小車動(dòng)能不同，且乘積越大，小車的動(dòng)能也越大．

Answer 1

分析 （1）在物理實(shí)驗(yàn)中通過多次測量獲得數(shù)據(jù)，有的是通過多次測量獲得數(shù)據(jù)，求平均值來減小實(shí)驗(yàn)誤差；有的是通過多次測量獲得多組數(shù)據(jù)，來尋找一定的規(guī)律，避免結(jié)論的偶然性；
（2）通過分析表中的數(shù)據(jù)可以找出木塊滑動(dòng)的距離（即小車動(dòng)能的大小）與小車的質(zhì)量和速度的關(guān)系，知道小車的質(zhì)量和木塊滑動(dòng)距離求出小車的速度；
（3）根據(jù)我們已知的動(dòng)能影響因素是質(zhì)量和速度，從表中的相關(guān)數(shù)據(jù)中找出有用信息，得出結(jié)論．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)是研究小車的動(dòng)能與小車的質(zhì)量和速度直接的關(guān)系，目的是發(fā)現(xiàn)規(guī)律，避免偶然性．
本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)的目的是：通過多次測量獲得多組數(shù)據(jù)，來尋找一定的規(guī)律．
（2）由表中數(shù)據(jù)可得，木塊滑動(dòng)的距離（反映小車動(dòng)能的大�。┡c小車的質(zhì)量和速度的關(guān)系是s=2mv²，
小車的質(zhì)量m=0.80kg，木塊滑動(dòng)的距離s=0.6m，
則小車的速度v=$\sqrt{\frac{s}{2m}}$=$\sqrt{\frac{0.6}{2×0.80}}$m/s≈0.612m/s．
或分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)1、2、3及相關(guān)條件，
分析實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量與速度的平方相乘，即0.20×0.5000=0.1；
分析實(shí)驗(yàn)2數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量與速度的平方相乘，即0.40×0.2500=0.1；
分析實(shí)驗(yàn)3數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量與速度的平方相乘，即0.60×0.1667=0.1；
三次實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量與速度平方的乘積相等，而木塊滑動(dòng)的距離都是0.2m，說明動(dòng)能相等，
同理分析比較4、5、6或7、8、9及相關(guān)條件，質(zhì)量與速度平方的乘積都相等，而木塊滑動(dòng)的距離都也都相等，說明動(dòng)能相等，
可得出的初步結(jié)論是：小車的質(zhì)量與速度的平方的乘積相同時(shí)，小車的動(dòng)能相同；
要使第10次實(shí)驗(yàn)?zāi)緣K滑動(dòng)的距離與第9次實(shí)驗(yàn)相同，兩次實(shí)驗(yàn)小車的動(dòng)能相同，則m₉${v}_{9}^{2}$=m₁₀${v}_{10}^{2}$，
所以小車的速度v₁₀=$\sqrt{\frac{{m}_{9}{v}_{9}^{2}}{{m}_{10}}}$=$\sqrt{\frac{0.60kg×0.5000{m}^{2}/{s}^{2}}{0.80kg}}$≈0.612m/s．
（3）由（2）可知，分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)1、2、3或4、5、6或7、8、9及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：小車的質(zhì)量與速度的平方的乘積相同時(shí)，小車的動(dòng)能相同；
分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)1、4、7及相關(guān)條件，
分析實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量與速度的平方相乘，即0.20×0.5000=0.1；
分析實(shí)驗(yàn)4數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量與速度的平方相乘，即0.20×1.0000=0.2；
分析實(shí)驗(yàn)7數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量與速度的平方相乘，即0.20×1.5000=0.3；
三次實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量與速度平方的乘積越大，木塊滑動(dòng)距離越遠(yuǎn)，說明動(dòng)能越大，
同理分析比較2、5、8或3、6、9及相關(guān)條件，質(zhì)量與速度平方的乘積不相等，而木塊滑動(dòng)的距離都也都不相等，乘積越大，小車的動(dòng)能也越大，
可得出的初步結(jié)論是：小車的質(zhì)量與速度的平方的乘積不同時(shí)，小車動(dòng)能不同，且乘積越大，小車的動(dòng)能也越大；
綜合分析比較表中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得到的結(jié)論是：
①小車的質(zhì)量與速度的平方的乘積相同時(shí)，小車動(dòng)能相同；
②小車的質(zhì)量與速度的平方的乘積不同時(shí)，小車動(dòng)能不同，且乘積越大，小車的動(dòng)能也越大．
故答案為：（1）通過多次測量獲得多組數(shù)據(jù)，來尋找一定的規(guī)律；
（2）0.612；
（3）①小車的質(zhì)量與速度的平方的乘積相同時(shí)，小車動(dòng)能相同；
②小車的質(zhì)量與速度的平方的乘積不同時(shí)，小車動(dòng)能不同，且乘積越大，小車的動(dòng)能也越大．

點(diǎn)評 該題考查了采用控制變量法探究影響運(yùn)動(dòng)大小的因素，表中數(shù)據(jù)很多，需要學(xué)生從大量的數(shù)據(jù)中篩選出有用的信息進(jìn)行解析，考查了學(xué)生的數(shù)據(jù)分析處理能力，有一定的難度．