Question

17．為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患，小王同學(xué)結(jié)合課本上“探究影響動(dòng)能大小因素”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了如圖所示的探究實(shí)驗(yàn)：將A、B、C三個(gè)小球先后從同一裝置高度分別為h_A、h_B、h_C的位置滾下（m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B），推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止．請(qǐng)你根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)的物理探究方法，回答以下問題：
（1）本實(shí)驗(yàn)是通過觀察小木塊被推動(dòng)的距離來判斷動(dòng)能大小的．在圖甲和圖丙實(shí)驗(yàn)中，讓A球、C球從同一斜面同一高度處由靜止釋放的目的是保證小球滑到相同的水平面的速度相同．
（2）若水平面光滑，木塊被撞后將沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，該實(shí)驗(yàn)將不能（選填“能”或“不能”）達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（3）用來研究超載安全隱患時(shí)，我們應(yīng)選擇甲丙兩個(gè)圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較．你能得出的結(jié)論是：速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大．
（4）用來研究超速安全隱患時(shí)，我們應(yīng)選擇甲乙兩個(gè)圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中利用了轉(zhuǎn)換法來進(jìn)行探究活動(dòng)，小球能夠做功是觀察小球推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)距離的遠(yuǎn)近來體現(xiàn)小球具有動(dòng)能的大小；
（2）物體動(dòng)能的多少是通過它能夠?qū)ν庾龉Φ亩嗌賮泶_定的．讓同一鋼球從不同的高處滾下，控制了質(zhì)量相同，速度不同．通過觀察木塊移動(dòng)距離的長短來比較鋼球動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系．因此能否比較木塊在水平面光滑移動(dòng)的距離的長度是能否得出結(jié)論的關(guān)鍵．
（3）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量和速度．質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大．
（4）物體下落時(shí)重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．重力勢能跟質(zhì)量和高度有關(guān)，動(dòng)能跟質(zhì)量和速度有關(guān)，同一個(gè)物體，下落到地面的速度取決于物體的高度．高度相同到達(dá)水平面的速度相同，越高到達(dá)水平面的速度越大．

解答 解：（1）物理學(xué)中，能夠做功的多少表示具有能量的大小，實(shí)驗(yàn)中小球能夠做功是體現(xiàn)在推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，表示小球能夠做的功越多，小球具有的動(dòng)能就越大，所以通過觀察小木塊被推動(dòng)的距離的大小，來判斷小球動(dòng)能的大小；這種實(shí)驗(yàn)方法叫轉(zhuǎn)換法；在圖甲和圖丙實(shí)驗(yàn)中，讓A球、C球從同一斜面同一高度處由靜止釋放的目的是保證小球滑到相同的水平面的速度相同；
（2）若木塊在光滑的水平面上，無論鋼球給木塊一個(gè)多大的初速度，木塊將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去．所以，木塊通過的距離無法確定．從而，鋼球?qū)δ緣K做功的多少無法確定，即鋼球動(dòng)能的大小就無法比較．
（3）超載是指汽車的速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大．選擇到達(dá)水平面的速度相等，質(zhì)量不同的AC小球即甲丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（4）超速是指汽車的質(zhì)量一定，速度越大，動(dòng)能越大．選擇質(zhì)量相等到達(dá)水平面速度不同的AB小球即甲乙兩圖．
故答案為：（1）小木塊被推動(dòng)的距離；保證小球滑到相同的水平面的速度相同；（2）勻速直線；不能；（3）甲丙；速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大；（4）甲乙．

點(diǎn)評(píng) （1）用控制變量法研究動(dòng)能大小的影響因素，用轉(zhuǎn)換法表示動(dòng)能的大��；
（2）采用控制變量法研究實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定注意相同因素和不同因素．