Question

小明為了探究動能的大小與哪些因素有關(guān)，他設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗．

（1）讓質(zhì)量相同的兩個小球沿同一光滑圓形軌道分別從A處和B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示．
（2）讓不同質(zhì)量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示．上述甲、乙兩組實驗中：
①要探究動能與物體運動速度的關(guān)系應(yīng)選用

甲

 圖；
②乙圖中讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下的目的是

使小球到達(dá)斜面底端與紙盒相碰時速度相同

；
③甲、乙兩組實驗可以得出的結(jié)論是

物體的動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)

；
④上述實驗中，利用紙盒被撞后移動的距離大小來比較物體的動能大小，下列的四個實例中與此實驗方法相同的是

AC

．（多選）
A．根據(jù)磁場對磁體有力的作用來認(rèn)識磁場；
B．保持電阻大小不變，改變電阻兩端的電壓值，觀察電流如何隨電壓變化而變化；
C．研究電流的大小時，根據(jù)電流產(chǎn)生的效應(yīng)大小來判斷電流的大�。�
D．認(rèn)識電流大小時，用水流進(jìn)行類比．

Answer 1

分析：（1）動能的大小與物體的質(zhì)量和物體運動的速度有關(guān)，故想探究動能的影響因素，必須用控制變量的思維來考慮，即想探究動能大小與物體運動速度的關(guān)系，即需控制小球的質(zhì)量，改變小球運動到斜面底端的速度（通過改變小球在斜面上的不同的高度來實現(xiàn)）；若想探究動能大小與物體的質(zhì)量是否有關(guān)，即需控制小球在斜面上的高度（即小球到斜面底端的速度），改變小球的質(zhì)量來進(jìn)行試驗；
（2）在物理學(xué)中，我們經(jīng)常把一些不易觀察的物理量轉(zhuǎn)化為便于觀察的物理量，這就是我們所說的轉(zhuǎn)換法，即在該實驗中，動能的大小不易觀察，于是我們將小球的動能的大小轉(zhuǎn)換為小球推動木塊移動的距離 來觀察，即小球推動木塊距離越遠(yuǎn)，小球所具有的動能就越大；在物理學(xué)中經(jīng)常用的轉(zhuǎn)換法，請同學(xué)們注意區(qū)分和理解．

解答：解：①要探究動能與物體運動速度的關(guān)系，即需控制小球的質(zhì)量，改變小球的運動速度，即改變小球在斜面上的高度，故應(yīng)該是甲圖；
故答案為：甲
②乙圖中讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下的目的是為了控制小球到達(dá)斜面底端與紙盒相碰時速度相同；
故答案為：使小球到達(dá)斜面底端與紙盒相碰時速度相同．
③甲圖實驗?zāi)鼙砻嫘∏虻膭幽芘c小球的運動速度有關(guān)，乙圖實驗?zāi)鼙砻餍∏虻膭幽芘c小球的質(zhì)量有關(guān)，故甲、乙兩組實驗可以得出的結(jié)論是：物體的動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)；
故答案為：物體的動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)．
④在該題中，利用紙盒被撞后移動的距離大小來比較物體的動能大小是采用了轉(zhuǎn)換法，故
A、將看不見的磁場的認(rèn)識轉(zhuǎn)換為磁場力來觀察，所以這里也采用了轉(zhuǎn)換法，故該選項正確；
B、保持電阻大小不變，改變電阻兩端的電壓值，觀察電流如何隨電壓變化而變化，這里采用了控制變量法，故該選項不符合題意；
C、把看不見的電流的大小轉(zhuǎn)換為電流效應(yīng)的大小，故是轉(zhuǎn)換法，故該選項符合題意；
D、認(rèn)識電流大小時，用水流進(jìn)行類比，這里采用了類比法，故該選項不符合題意．
故選AC．

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(zhuǎn)換法．