Question

14．如圖是探究“物體動(dòng)能的大小與什 么因素有關(guān)？”的實(shí)驗(yàn)示意圖．

（1）該實(shí)驗(yàn)要探究的是物體動(dòng)能的大小與物體速度的關(guān)系
（2）該實(shí)驗(yàn)中物體的動(dòng)能是指物體A（選填“A”或“B”）的動(dòng)能，該動(dòng)能是由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的．
（3）該實(shí)驗(yàn)中物體的速度是指物體A從斜面上靜止?jié)L下與物體B碰撞時(shí)碰前A（選填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通過(guò)高度（選填“高度”或“質(zhì)量”）來(lái)改變的．
（4）若在實(shí)驗(yàn)中，由于木板較短，物體B碰后滑出木板，在不改變?cè)�有器材的情況下，如何保證碰后物體B能始終在木板上滑行？方法是降低A的高度．
（5）若水平面絕對(duì)光滑，本實(shí)驗(yàn)不能（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的．理由是：木塊將一直勻速直線運(yùn)動(dòng)下去．
（6）在探究動(dòng)能與速度關(guān)系時(shí)，小明認(rèn)為物體B應(yīng)該盡量靠近斜面底部，小華認(rèn)為不需要，你認(rèn)為說(shuō)的有理，理由是：物體A在相同的水平面上通過(guò)相同的距離時(shí)，消耗的機(jī)械能相同．
（7）此實(shí)驗(yàn)中用到的研究物理問(wèn)題的方法有：轉(zhuǎn)換法和控制變量法．

Answer 1

分析 （1）動(dòng)能的決定因素有兩個(gè)：質(zhì)量和速度，要利用控制變量法去研究；
（2）小球動(dòng)能的大小是通過(guò)物體B被推動(dòng)移動(dòng)的距離體現(xiàn)的；小球從斜面上滾下，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；
（3）實(shí)驗(yàn)中探究小球碰撞前的動(dòng)能和小車(chē)碰撞前的速度的關(guān)系，所以物體的速度是指球車(chē)從斜面上靜止滑下，與木塊碰撞時(shí)，碰撞前小球的速度．小球的速度是通過(guò)改變高度來(lái)實(shí)現(xiàn)的；
（4）物體A速度的大小是通過(guò)改變物體在斜面上的高度實(shí)現(xiàn)的；
（5）物體動(dòng)能的大小是通過(guò)木塊移動(dòng)的距離來(lái)體現(xiàn)的，比較鐵球的動(dòng)能大小，即比較木塊通過(guò)的距離．由于木塊永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以距離的大小無(wú)法比較，即動(dòng)能就無(wú)法比較；
（6）物體A動(dòng)能的大小是通過(guò)物體B被撞后移動(dòng)的距離來(lái)體現(xiàn)的，據(jù)此進(jìn)行分析；
（7）實(shí)驗(yàn)中把物體具有動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換為木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離，距離越遠(yuǎn)表明小球的動(dòng)能越大，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程要采用了轉(zhuǎn)換法；
動(dòng)能的決定因素有兩個(gè)，所以實(shí)驗(yàn)常用了控制變量法．

解答 解：
（1）動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和速度都有關(guān)系，由于這一實(shí)驗(yàn)中只有一個(gè)物體A從斜面上滑下，質(zhì)量不能改變，所以本實(shí)驗(yàn)要探究的是物體動(dòng)能的大小與物體速度的關(guān)系；
（2）該實(shí)驗(yàn)研究的主體是物體A，研究的是物體A動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系；物體A在斜面上時(shí)，具有重力勢(shì)能，在滑下的過(guò)程中，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；
（3）該實(shí)驗(yàn)物體A的速度是指物體A從斜面上靜止滑下與物體B碰撞時(shí)碰撞前A的速度，這個(gè)速度的大小是通過(guò)控制物體在斜面上的高度改變的；
（4）若在實(shí)驗(yàn)中，物體B碰后滑出木板，在不改變?cè)�有器材的情況下，可以通過(guò)降低物體A的高度來(lái)減小物體A的速度，從而減小物體A的動(dòng)能，減小對(duì)物體B做功的多少，減小物體A在木板上滑行的距離，保證碰后物體B能始終在木板上滑行；
（5）為了研究物體動(dòng)能與物體質(zhì)量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中多次讓不同質(zhì)量的物體從斜面同一高度上靜止?jié)L下時(shí)，控制了小球的速度相同，應(yīng)改變物體A的質(zhì)量．
若水平面光滑，木塊不受摩擦力，由牛頓第一定律可知木塊將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，木塊通過(guò)的距離無(wú)法確定，做功的多少也無(wú)法確定，所以鐵球動(dòng)能的大小就無(wú)法比較；
（6）物體A動(dòng)能的大小是通過(guò)物體B被撞后移動(dòng)的距離來(lái)體現(xiàn)的，物體A在相同的水平面上通過(guò)相同的距離時(shí)，消耗的機(jī)械能相同，所以只要每次保持木塊到斜面的距離相同即可；
（7）在該實(shí)驗(yàn)中我們用到了轉(zhuǎn)換的方法，即將小球動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換為其對(duì)木塊做功的多少來(lái)比較，動(dòng)能的決定因素有兩個(gè)：質(zhì)量和速度，要利用控制變量法去研究．
故答案為：（1）速度；（2）A；重力勢(shì)； （3）碰前A；高度；（4）降低A的高度；（5）不能；木塊將一直勻速直線運(yùn)動(dòng)下去；（6）物體A在相同的水平面上通過(guò)相同的距離時(shí)，消耗的機(jī)械能相同；（7）轉(zhuǎn)換法和控制變量法．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了兩種物理學(xué)方法的使用：①由木塊在水平面上移動(dòng)的距離遠(yuǎn)近來(lái)體現(xiàn)球的動(dòng)能多少，是一種轉(zhuǎn)換法；②動(dòng)能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，實(shí)驗(yàn)時(shí)用控制變量法分別探究．