Question

2．利用如圖所示裝置進(jìn)行“探究動能大小的影響因素”實驗．用細(xì)繩將小球懸掛起來．拉起小球，當(dāng)細(xì)繩與豎直方向成θ角后松手，小球撞擊水平木板上的木塊，記下木塊移動的距離s．改變θ角的大小和小球質(zhì)量，重復(fù)實驗．記錄如表：

實驗次序	細(xì)繩與豎直方向夾角θ/°	小球質(zhì)量m/g	木塊移動的距離s/m
1	30	20	10
2	45	20	22
3	60	20	37
4	60	30	55
5	60	40	74

（1）小球從A點運(yùn)動到B點的能量轉(zhuǎn)化過程是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能．物體的動能大小是通過觀察木塊移動的距離判斷的．
（2）1、2、3次實驗的研究問題是：探究物體的動能大小與速度的關(guān)系．
（3）由3、4、5次實驗數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是物體的速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大．
（4）利用上述實驗，同時還可能探究的問題是重力勢能與高度的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）動能大小的影響因素：質(zhì)量、速度．質(zhì)量越大，速度越大，動能越大．重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度．質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大；
（2）當(dāng)要研究的物理量不易直接測量時，都要想辦法把它們的大小間接表示出來．這種研究物理問題的方法叫轉(zhuǎn)換法．小球動能的大小不能直接用眼睛觀察，而是通過觀察小球推動木塊所做的功的大小來反映，小球推動木塊越遠(yuǎn)，做功越多；
（3）動能的決定因素有兩個：質(zhì)量和速度，對于這類多因素問題應(yīng)結(jié)合控制變量法進(jìn)行分析；
（4）通過改變小球下落的高度，可以改變小球的重力勢能，通過小球做功的多少來反映重力勢能的大小，從而得出結(jié)論．

解答 解：
（1）由圖可知，小球從A點運(yùn)動到B點的過程中，高度減小重力勢能減小，速度變快，動能增加，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能．
小球動能大小不能直接測量，而是通過小球推動木塊在水平面上移動的距離來反映．采用了轉(zhuǎn)換法．
（2）分析1、2、3次實驗可知：同一個小球，細(xì)繩與豎直方向夾角越大，小球的高度越大，落回水平面時的速度越大，木塊被推動的距離越大，探究的是物體的動能大小與速度的關(guān)系．
（3）分析3、4、5次次實驗可知：細(xì)繩與豎直方向夾角相同，小球的高度相同，落回水平面時的速度相同，質(zhì)量大的小球把木塊被推動的距離越大，說明物體的速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大．
（4）細(xì)繩與豎直方向成的θ角不同，則下落的高度不同，通過對木塊做功的多少，可以判斷小球重力勢能的大小，所以該實驗可以探究重力勢能與高度的關(guān)系．
故答案為：（1）重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；木塊移動的距離；（2）速度；（3）物體的速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大；（4）重力勢能與高度的關(guān)系．

點評 此類實驗題目是考查對控制變量法和轉(zhuǎn)換法的掌握情況，及如何正確的對實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析，歸納出正確的結(jié)論．同時考查了能量間的轉(zhuǎn)化．