Question

19．如圖1是探究“物體的動能大小與哪些因素有關”的實驗裝置圖．其中，m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B．

表面	毛巾	棉布	木板
摩擦力	最大	較大	最小
小車運動距離	最近	較遠	最遠

（1）實驗中，探究的動能是指B（填序號）
A．小球在斜面上時的動能       B．小球撞擊木塊時的動能
C．小球撞擊木塊后的動能       D．木塊的動能
（2）使質量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下，是為了研究動能大小與速度的關系．
（3）小華同學通過比較圖1中B、C兩圖，得出“質量大的物體動能大”，小麗認為小華的這一比較過程存在錯誤，你知道錯誤是什么嗎？沒有控制速度相同．
（4）在做了探究“物體動能大小與哪些因素有關”的實驗后，有些同學對“質量不同的小球從同一光滑斜面、同一高度由靜止開始沿斜面滾下，剛到達底部時的速度大小相等”有疑惑，小華設計了如圖2所示的實驗：讓質量不同的小球A、C同時從同一高度由靜止開始沿光滑斜面滾下，觀察和比較兩球相對運動情況，若C球相對于A球靜止，就可以說明任一時刻兩球的速度大小相等．
（5）完成實驗后，同學們還聯想到以前探究牛頓第一定律時，也用到了斜面：讓小車從同一斜面同一高度下滑，在不同的表面看滑行的距離遠近（如上表），最終停下來后，小車在三個表面克服摩擦力做功是否相等相等，（選填“相等”或“不相等”）理由是最初小車的重力勢能相等，剛下滑到水平面時動能相同，在不同的材料表面上運動時，最終停下來后，動能全部轉為內能，在三個表面克服摩擦力做功相同．

Answer 1

分析 （1）據題意可知，實驗中探究小球動能，即小球撞擊木塊時的動能的大��；
（2）小球速度的大小是通過改變小球在斜面上的高度實現的，小球動能的大小是通過物體被推動移動的距離體現的；
（3）影響動能大小的因素有物體的質量與速度，因此，在探究和分析結論時，一定要注意控制變量法的運用，并據此得出結論．
（4）通過運動和靜止的相對性分析即可判斷；
（5）直接比較小車在三個表面上克服摩擦力做功是否相等不好確定，可根據重力勢能大小關系及能量的轉化分析．

解答 解：
（1）據題意可知，實驗中探究小球動能，即小球撞擊木塊時的動能的大�。还蔬xB；
（2）實驗表明動能的大小與物體的速度和質量有關；
使質量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下，則小球到達水平面時的速度不同，所以，這是為了研究動能大小與物體速度的關系；
（3）要探究小球動能與質量的關系，需要控制小球到達水平面時的速度相同，即不同質量的小球從同一高度滾下，而BC兩圖沒有讓小球從同一高度滾下，沒有控制小球的速度相同，所以小華的這一比較過程存在錯誤．
（4）讓質量不同的小球A、C同時從同一高度由靜止開始沿光滑斜面滾下，觀察和比較兩球相對運動情況，若任一時刻兩球的速度大小相等，即以任何一個小球為參照物，另一個小球都是靜止的，所以若C球相對于A球靜止，就可以說明任一時刻兩球的速度大小相等．
（5）讓小車從同一高度由靜止下滑，根據決定重力勢能大小的因素可知，最初小車的重力勢能相同，下滑到水平面時的動能也相同，在不同的材料表面上運動時，最終停下來后，動能全部轉為內能，克服摩擦力做了多少功就有多少動能轉化為內能，所以，在三個表面克服摩擦力做功相同．
故答案為：（1）B；（2）速度；（3）沒有控制速度相同；（4）靜止；（5）相等；最初小車的重力勢能相等，剛下滑到水平面時動能相同，在不同的材料表面上運動時，最終停下來后，動能全部轉為內能，在三個表面克服摩擦力做功相同．

點評 明確本實驗中研究動能大小的決定因素時運用了控制變量法，反映動能多少時運用了轉換法，最后一問有難度．直接比較大小不易出出答案，要從能量轉化角度分析．