Question

20．為了探究物體動能大小與哪些因素有關，同學們設計了如圖甲、乙所示的實驗裝置來進行實驗．

（1）圖甲是讓不同質(zhì)量的小球沿同一光滑斜面從B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊到放在同一水平面上的同一木塊，木塊在水平面運動一段距離后靜止時的情景．據(jù)此，你能得出的結(jié)論是速度相同時，物體的質(zhì)量越大，動能越大；
（2）圖乙是讓質(zhì)量相同的小球沿同一光滑斜面分別從A、B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊到放在同一水平面上的同一木塊，木塊在水平面運動一段距離后靜止時的情景．據(jù)此，你能得出結(jié)論是質(zhì)量相同時，物體運動的速度越大，動能越大；
（3）本實驗裝置的水平面如果絕對光滑，還能得出結(jié)論嗎？不能．理由是木塊將會一直運動下去．
（4）實驗后，同學們聯(lián)想到在許多交通事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，進一步想知道，在影響物體動能大小的因素中，哪個對動能影響更大？于是利用上述器材進行了實驗測定，得到的數(shù)據(jù)如下表：

實驗序號	小球的質(zhì)量m/g	小球自由滾下的高度h/cm	木塊被撞后運動的距離s/m
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

（a）為了探究“超載”安全隱患，應選擇1和3兩個序號的實驗進行比較．
（b）為了探究“超速”安全隱患，應選擇1和2兩個序號的實驗進行比較．
分析表格中對應的實驗數(shù)據(jù)可知：速度對物體的動能影響更大，當發(fā)生交通事故時，由此造成的危害更嚴重．

Answer 1

分析 （1）分析圖甲，兩小球的質(zhì)量不同，可探究動能與質(zhì)量的關系；
（2）分析圖乙，小球滾下的高度不同，到達水平面的速度不同，可探究動能與速度的關系；
（3）由牛頓第一定律內(nèi)容分析回答．
（4）a、研究超載危害，應控制速度相等，即小球下滑的高度相同而質(zhì)量不同，分析表中實驗數(shù)據(jù)，然后答題；
b、應用控制變量法，分析表中實驗數(shù)據(jù)，然后答題．

解答 解：
（1）圖甲，兩小球滾下高度相同，速度相同，兩小球的質(zhì)量不同，探究的是動能與質(zhì)量的關系，得出的結(jié)論是，速度相同時，物體的質(zhì)量越大，動能越大；
（2）圖乙兩小球的質(zhì)量相等，滾下的高度不同，探究的是動能與速度的關系；
圖乙中兩小球的質(zhì)量相同，滾下的高度越大，到達水平面的速度越大，將木塊推得越遠，得出的結(jié)論是：質(zhì)量相同時，物體運動的速度越大，動能越大；
（3）若水平面光滑，木塊不受摩擦力，由牛頓第一定律可知木塊將永遠運動下去．木塊通過的距離無法確定，做功的多少也無法確定．所以鐵球動能的大小就無法比較．
（4）a、研究超載隱患時，應控制小球下滑的高度相同而質(zhì)量不同，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，應選擇1、3兩個序號的實驗進行比較；
b、為了探究“超速”安全隱患，應選擇1、2兩個序號的實驗進行比較；由表中實驗數(shù)據(jù)可知，在同等條件下速度對物體的動能影響更大，當發(fā)生交通事故時，由此造成的危害更嚴重．
故答案為：（1）速度相同時，物體的質(zhì)量越大，動能越大；（2）質(zhì)量相同時，物體運動的速度越大，動能越大；（3）不能；木塊將會一直運動下去；（4）1和3；1和2；速度．

點評 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．從圖中現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、速度的不同是此題的關鍵．