Question

13．小紅在探究“動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中設(shè)計了如下兩種方案：
A．讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，鉆入并推動左側(cè)開口的紙盒運動一段距離，比較紙盒在水平面上移動的距離（如圖甲所示）．
B．讓不同質(zhì)量的小車分別從同一斜面的相同高度由靜止開始下滑，鉆入并推動左側(cè)開口的紙盒運動一段距離，比較紙盒在水平面上移動的距離（如圖乙所示）．

（1）實驗中是通過觀察木塊移動的距離來知道小車動能大小的．
（2）實驗中的研究對象是小車（選填“小車”或“紙盒”）．
（3）A方案是為了探究動能大小與速度關(guān)系，得到的結(jié)論是質(zhì)量一定時，動能大小與速度有關(guān)，速度越大，動能越大．
（4）小紅想用B方案探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，該方案是否合理？不合理，理由是紙盒滑行時所受的摩擦力未控制相同．

Answer 1

分析 （1）動能的大小用小車推動木塊的遠近來表示，推木塊越遠，動能越大．這種方法叫轉(zhuǎn)換法．
（2）動能的決定因素有兩個：質(zhì)量和速度．讓同一小車從不同的高度滾下，是采用控制變量法控制質(zhì)量一定而速度不同，從斜面越高的位置滾下，小車到達斜面底端的速度就越大．質(zhì)量一定時，速度越大，動能就越大．如果探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，必須保證運動速度相同，應(yīng)該使小車從斜面的相同高度滑下．

解答 解：（1）小車對木塊做功的多少反映球的動能多少，而做功的多少可由木塊被推開距離的遠近來確定，木塊被推出的距離越遠，這說明小車運動的速度越大，它具有的動能越大；
（2）實驗中的研究對象是小車；
（3）A實驗方案中同一小車保證了質(zhì)量相同，從斜面的不同高度滑下，到達水平面時的速度不同，木塊被撞后移動的距離越遠，推力做功越多，就可以說明木塊的動能越大，從而得出質(zhì)量相同時，速度越大的物體動能越大．探究的是動能與速度的關(guān)系．
（4）要探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)該控制小車的速度相同，同時還要控制紙盒滑行時受的摩擦力相同，即在相同的平面上滑行；讓小車從斜面的同一高度滑下，方案B沒有控制紙盒滑行時所受的摩擦力相同，所以該方案不合理．
故答案為：（1）木塊移動的距離；
（2）小車；
（3）速度；質(zhì)量一定時，動能大小與速度有關(guān)，速度越大，動能越大；
（4）不合理；紙盒滑行時所受的摩擦力未控制相同．

點評 該實驗采用的物理研究方法有轉(zhuǎn)換法和控制變量法，尤其是控制變量法，因為影響動能大小的因素有質(zhì)量和速度，所以在探究一個因素時，必須保證另一個影響因素不變．