Question

3．為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患，小明同學設(shè)計了如圖甲、乙、丙所示的探究實驗，將A、B、C三個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），推動小木塊運動一段距離后靜止，請你根據(jù)生活經(jīng)驗和所學的物理探究方法，對以下問題進行解答：
（1）用來研究超速安全隱患時，需要控制的變量是質(zhì)量，實驗時應(yīng)選擇甲乙兩個圖所示實驗進行比較；
（2）用來研究超載安全隱患時，應(yīng)選擇甲丙兩個圖所示實驗進行比較，通過這個實驗得到的結(jié)論是汽車的速度一定時，質(zhì)量越大動能越大．
（3）通過觀察比較木塊被推動的距離就可以反應(yīng)小球動能的大小，這里用到的物理學研究問題的方法是轉(zhuǎn)換法（選填“直接測量”、“放大”或“轉(zhuǎn)換”）．

Answer 1

分析 （1）實驗中運用轉(zhuǎn)換法來研究小球動能的大小，即觀察小球撞擊木塊移動的距離遠近；
（2）動能大小的影響因素：質(zhì)量和速度．質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大．對照圖示，結(jié)合控制變量法可得出結(jié)論．
（3）探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，小球動能的大小是通過小球?qū)ν庾龉Φ亩嗌賮眢w現(xiàn)，實驗中通過觀察木塊被小球推開的距離反映做功的多少．

解答 解：（1）超速是指汽車的質(zhì)量一定，速度越大，動能越大．選擇質(zhì)量相等到達水平面速度不同的AB小球，即甲、乙兩圖符合題意；A實驗中小球的位置高，到達水平面時的速度大，撞擊木塊時木塊移動距離遠，球的動能大，故可知得出結(jié)論：物體質(zhì)量相同時，運動的速度越大動能越大；
（2）超載是指汽車的速度一定時，質(zhì)量越大動能越大．選擇到達水平面的速度相等，質(zhì)量不同的AC小球進行實驗，即甲、丙兩圖符合題意；C球的質(zhì)量大，撞擊木塊時移動的距離遠，球的動能大，故可以得出結(jié)論：物體運動速度相同時，質(zhì)量越大動能越大．
（3）探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)時，物體動能的大小無法直接體驗，所以通過小球?qū)δ緣K外做功的多少來體現(xiàn)小球動能的多少，即通過木塊被推動的距離來判斷小球動能的大小，所用方法為轉(zhuǎn)換法．
故答案為：（1）質(zhì)量；甲乙；
（2）甲丙；汽車的速度一定時，質(zhì)量越大動能越大．
（3）木塊被推動；轉(zhuǎn)換．

點評 （1）掌握控制變量法與轉(zhuǎn)換法的運用．
（2）明確影響動能大小的因素，知道自由滾下的物體到達水平面的速度取決于物體的高度，跟質(zhì)量無關(guān)．