Question

7．某同學為了探究物體動能的大小與哪些因素有關，進行了圖示場景的實驗探究．

（1）圖所示實驗場景1、2可用來探究動能與速度的關系，應保持小球的質量不變，由實驗結果得出的實驗結論是在質量相等時，物體的速度越大，動能越大；
（2）該同學利用實驗場景3、4來探究動能與質量的關系，請指出他在實驗過程中的操作錯誤之處：未保持小球起始位置高度相同；
（3）在此實驗中，利用木塊被碰撞后移動的距離大小來比較物體的動能大�。�下列實驗中也用到此種方法的是①（單選，請?zhí)顚戇x項前的序號）．
①比較質量相同的不同燃料燃燒時放出的熱量
②探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系
③探究杠桿的平衡條件．

Answer 1

分析 （1）運用控制變量法探究動能大小與速度的關系時，要控制小球的質量一定；通過觀察木塊被推動距離的大小來判斷物體動能的大小，得出結論；
（2）探究動能大小與質量的關系時，要控制小球的速度相同；
（3）轉換法是物理研究中常用的方法之一，是將不易觀察或測量的量通轉換為容易觀察或測量的量來進行研究的方法；此實驗利用木塊被碰撞后移動的距離來比較物體動能的大小．

解答 解：（1）圖中小球的質量一定，讓小球從斜面的不同高度滾下，改變的是小球的運動速度，探究動能與運動速度的關系；場景1中小球的運動速度大，推動木塊移動的距離遠，故可以得出結論：在質量相等時，物體的速度越大，動能越大；
（2）要探究物體動能大小與質量的關系時，要控制小球撞擊木塊時的速度相同，而場景3和場景4中兩小球處斜面的初始高度不同，撞擊木塊時的速度不同，不能夠得出正確的結論；
（3）實驗中利用木塊被碰撞后移動的距離大小來比較物體的動能大小，屬于轉換法的思想．
比較質量相同的不同燃料燃燒時放出的熱量時，通過加熱水升高溫度的高低體現(xiàn)，運用了轉換法．
探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系和探究杠桿的平衡條件實驗中沒有運用轉換法．
故答案為：（1）速度；質量；在質量相等時，物體的速度越大，動能越大；
（2）未保持小球起始位置高度相同；
（3）距離大��；①．

點評 在該題的實驗中，重點考查了我們對兩種實驗方法的理解和運用，一是轉換法，二是控制變量法，都是物理研究中常用的方法，值得我們研究和掌握．