Question

小春發(fā)現(xiàn)高速公路常有如圖1所示的限速警告標(biāo)志，他問(wèn)爸爸：為什么在相同的道路上行駛的汽車卻會(huì)有不同的最高時(shí)速限制呢？爸爸告訴他：大車質(zhì)量大，慣性大，如果速度太快的話，遇緊急情況時(shí)不能及時(shí)停下來(lái)，極易造成交通事故．小春想：這就是說(shuō)在相同情況下大車要停下來(lái)所用的距離比小車要長(zhǎng)？為此，他設(shè)計(jì)了如圖2所示的裝置及以下探究方案：

①讓一輛小車從光滑斜面上某位置由靜止滑下，測(cè)出它在水平面運(yùn)動(dòng)的距離s₁；
②給小車車廂里添加適當(dāng)?shù)你^碼，并使小車從同一高度由靜止滑下，測(cè)出它在水平面運(yùn)動(dòng)的距離s₂；
③再繼續(xù)增加鉤碼數(shù)量，重復(fù)步驟②；
④比較各次水平運(yùn)動(dòng)距離s的大小，歸納出結(jié)論．
對(duì)于上述探究方案，請(qǐng)你作答：
（1）給小車添加鉤碼的目的是：______．
（2）讓小車從同一高度下滑的目的是：______．
（3）小車在水平面上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了______能．
（4）假設(shè)各次小車在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力均相同，則s₂______s₁（選填：“＞”、“=”或“＜”），原因是：______．
（5）小春的探究方案合理嗎？______．為什么？______．

Answer 1

解：（1）實(shí)驗(yàn)中，給小車車廂里添加適當(dāng)?shù)你^碼，目的就是要改變小車的質(zhì)量，探究質(zhì)量的影響；
故答案為：增大（或改變）小車質(zhì)量．
（2）使小車從同一高度由靜止滑下，小車到達(dá)斜面底端的速度就相同，控制了速度這一因素；
故答案為：小車在水平面上運(yùn)動(dòng)的初始速度相同．
（3）小車在水平面上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中克服摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能．
故答案為：內(nèi)．
（4）小車從同一高度由靜止滑下，初始速度相同，第二次質(zhì)量大，小車的動(dòng)能大，到停止的過(guò)程克服阻力做的功就越多，在阻力相同的情況下，則運(yùn)動(dòng)的路程越長(zhǎng)．
故答案為：＞；由于初始速度相同，質(zhì)量越大，小車的動(dòng)能越大，到停止的過(guò)程克服阻力做的功就越多，在阻力相同的情況下，則運(yùn)動(dòng)的路程越長(zhǎng)（或質(zhì)量大，慣性就大，在相同條件下小車停下來(lái)所需的距離就長(zhǎng)）．
（5）小春的方案實(shí)際上并不太符合控制變量法的思想，他改變了小車的質(zhì)量，小車對(duì)水平面的壓力就會(huì)改變，受到的摩擦阻力也會(huì)改變．
故答案為：不合理；因壓力不同，小車所受的摩擦力不同，不能滿足控制變量，所以不合理．
分析：（1）實(shí)驗(yàn)研究的是“在相同情況下大車要停下來(lái)所用的距離比小車要長(zhǎng)？”，因此需要控制小車的質(zhì)量不同；
（2）實(shí)驗(yàn)只是研究質(zhì)量對(duì)停止距離的影響，因此需要控制小車的速度相同；
（3）兩物體摩擦生熱，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，內(nèi)能增大，溫度升高；
（4）質(zhì)量越大的小車，從斜面上滑下時(shí)具有的能量越大，做功越多，運(yùn)動(dòng)的路程越長(zhǎng)；
（5）探究多因素問(wèn)題時(shí)，要采用控制變量法，只改變其中的一個(gè)因素，而其余因素保持相同．
點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生根據(jù)平時(shí)觀察到的現(xiàn)象，結(jié)合課本上阻力對(duì)物體的影響的實(shí)驗(yàn)延伸而來(lái)的，重點(diǎn)是對(duì)學(xué)生自主探究能力的考查．