Question

2．下面是探究“動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，將小球A、B分別拉到與豎直方向成一定角度θ的位置，然后都由靜止釋放，當(dāng)小球擺動(dòng)到豎直位置時(shí)，將與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞，木塊會(huì)在水平面上滑行一定距離后停止．如圖所示的擺長(zhǎng)L都相同，θ₁＜θ₂，球A、B的質(zhì)量m_A＜m_B．

（1）如圖甲、乙所示，同時(shí)由靜止釋放A小球與B小球，該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀察木塊被推動(dòng)的距離來(lái)比較鐵球動(dòng)能的大小，實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是：速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大．實(shí)驗(yàn)中還觀察到它們并排擺動(dòng)且始終相對(duì)靜止同時(shí)到達(dá)豎直位置，這表明兩小球在擺動(dòng)過(guò)程中的任一時(shí)刻的速度大小與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)．
（2）在探究動(dòng)能大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)將乙、丙兩圖進(jìn)行比較，其中丙圖中木塊被推動(dòng)的距離較遠(yuǎn)．
（3）若水平面絕對(duì)光滑，本實(shí)驗(yàn)不能（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的．

Answer 1

分析 （1）通過(guò)木塊被小球撞擊的距離大小來(lái)判斷小球具有動(dòng)能的大小，采用了轉(zhuǎn)換法的思想；
木塊被撞出得遠(yuǎn)，說(shuō)明小球的動(dòng)能大，根據(jù)動(dòng)能大小和質(zhì)量大小比較，得出動(dòng)能和質(zhì)量的關(guān)系；
比較甲乙兩圖的速度和質(zhì)量的關(guān)系便可得出結(jié)論；
（2）結(jié)合控制變量法的要求，在探究動(dòng)能大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系時(shí)，需保持物體的質(zhì)量相同；由圖可知木塊被推動(dòng)的距離；
（3）由牛頓第一定律內(nèi)容分析回答．

解答 解：（1）物體做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，被撞木塊的運(yùn)動(dòng)距離越長(zhǎng)，說(shuō)明小球?qū)Ρ蛔参矬w所做的功就越多，小球原來(lái)所具有的動(dòng)能就越大，
所以該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀察木塊被推動(dòng)的距離判斷其動(dòng)能大小，采用了轉(zhuǎn)換法的思想．
兩球的質(zhì)量m_A＜m_B，兩球的速度相同，B球能將木塊c撞得更遠(yuǎn)，說(shuō)明B球的動(dòng)能更大，因此實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是：速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大．
甲乙兩圖中，小球的質(zhì)量不同，由題意知，擺角相同，小球并排擺動(dòng)且始終相對(duì)靜止同時(shí)到達(dá)豎直位置，說(shuō)明小球的速度大小與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)．
（2）在探究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系，應(yīng)該控制兩個(gè)小球的質(zhì)量相同，速度不同，即θ₁＜θ₂，所以應(yīng)將乙、丙兩圖進(jìn)行比較．
由乙、丙兩圖可以看出，其中丙圖中木塊被推動(dòng)的距離較遠(yuǎn)．
（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保持勻速直線永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，木塊通過(guò)的距離無(wú)法確定，做功的多少也無(wú)法確定，所以小球動(dòng)能的大小就無(wú)法比較．
故答案為：（1）木塊被推動(dòng)的距離；速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；質(zhì)量；（2）乙、丙；丙；（3）不能．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究“物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，主要考查學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)歸納結(jié)論的能力，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法在實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用．
明確影響動(dòng)能大小的兩個(gè)因素，這是我們必須熟知的基本知識(shí)．