Question

20．在“探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，小紅同學(xué)讓同一鐵球從斜面的不同高度由靜止釋放，撞擊同一木塊，如圖．請回答下列問題：
（1）該實驗的目的是研究鐵球（選填“鐵球”或“木塊”）的動能大小與速度的關(guān)系．
（2）該實驗是通過觀察木塊移動的距離來說明鐵球?qū)δ緣K做功的多少，從而得出結(jié)論的．
（3）若水平面絕對光滑，該實驗還能得出結(jié)論嗎？不能．理由是：木塊將永遠運動下去，無法顯示被推動的距離．
（4）下列實驗與此實驗方法相同的有②③④（填編號）
①建立牛頓第一定律用“伽利略斜面小車實驗”研究．
②用小磁針研究磁場方向．
③用紅墨水在水中的擴散現(xiàn)象來認識分子是運動的．
④電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時，我們可以通過觀察電路中的燈泡是否發(fā)光去確定．
⑤研究光的直線傳播時引人“光線”．

Answer 1

分析 （1）實驗過程要采用控制變量法，當研究動能大小與速度的關(guān)系時，應(yīng)選擇同一鐵球，這樣可以保證小球的質(zhì)量相同；要想研究物體動能與質(zhì)量的關(guān)系，需要換用不同質(zhì)量的小球從斜面相同的高度滑下．
（2）此實驗把動能的大小轉(zhuǎn)換為木塊被撞擊后運動的距離，距離越遠表明小球的動能越大．
（3）根據(jù)牛頓第一定律，若水平面絕對光滑，則木塊不受摩擦力作用，運動后將保持勻速直線運動．
（4）物體動能的大小無法直接看出，實驗是通過觀察木塊移動的距離來說明鐵球?qū)δ緣K做功的多少，用到的是轉(zhuǎn)換法，分析各項得出結(jié)論．

解答 解：
（1）實驗中研究的是鐵球的動能大小，讓同一鐵球沿斜面的不同高度靜止?jié)L下撞擊水平板上的木塊，這是控制了質(zhì)量相同，目的是探究物體的動能與速度的關(guān)系；
（2）實驗中通過觀察木塊被撞擊后移動的距離的大小來間接判斷物體動能的大�。�
（3）若水平面絕對光滑，則木塊不受摩擦力作用，將做勻速直線運動，因此無法顯示被推動的距離，不能得出結(jié)論．
（4）在探究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，通過觀察木塊移動的距離來說明鐵球?qū)δ緣K做功的多少，用到了轉(zhuǎn)換法；
①用“伽利略斜面小車實驗”得出牛頓第一定律，是在實驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過推理的方法得出的，①不符合題意；
②磁場方向無法看到，通過小磁針的指向判斷磁場方向，用小磁針研究磁場方向運用的是轉(zhuǎn)換法；②符合題意；
③分子的運動是看不到的，用紅墨水在水中的擴散現(xiàn)象來認識分子是運動的，用到的是轉(zhuǎn)換法，③符合題意；
④電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時，我們可以通過觀察電路中的燈泡是否發(fā)光去確定，用到轉(zhuǎn)換法，④符合題意；
⑤研究光的直線傳播時引入“光線”，用的是模型法，⑤不符合題意．
故答案為：（1）鐵球；速度；（2）木塊移動的距離；（3）不能；木塊將永遠運動下去，無法顯示被推動的距離；（4）②③④．

點評 該題考查了轉(zhuǎn)換法、控制變量法等研究方法在探究實驗中的應(yīng)用，在平時做實驗時要多觀察，多思考．