Question

2．在探究“物體的動能與質(zhì)量和速度是否有關(guān)”實驗中，小明先探究“物體的動能與質(zhì)量是否有關(guān)”，所用器材有：一個用長木板撘成的斜面；三個質(zhì)量不同的實心鐵球，一個木塊．各器材的組裝示意圖如圖1所示．

（1）每次實驗時，都要將鐵球從斜面的同一高度由靜止釋放，其目的是控制速度相同．
（2）鐵球動能的大小是通過木塊移動的距離來間接反映的．
（3）若木塊在水平桌面上滑行3s后停止，位置如圖2，則木塊的平均速度為0.077m/s
（4）此實驗中，還需要對小明的方案進行怎樣相應的調(diào)整？換成3個體積形狀完全相同，質(zhì)量不同的其他金屬球．（如果需要，可增加其他器材）
（5）實驗中若木塊與桌面間摩擦減小，則木塊的移動距離將越遠，若木塊與桌面無摩擦，則木塊將做做勻速直線運動．

Answer 1

分析 （1）在探究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，若要研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應控制其運動的速度相同；
（2）動能的大小通過觀察木塊移動的距離來反映出來；
（3）根據(jù)平均速度公式v=$\frac{s}{t}$計算木塊的平均速度；
（4）為了正確得出實驗規(guī)律，注意實驗時要多次試驗，以便得出普遍規(guī)律；
（5）力是改變物體運動狀態(tài)的原因，摩擦力減小，木塊運動的越遠；．

解答 解：
（1）根據(jù)實驗的要求可知，從同一高度由靜止釋放的目的是控制到達水平面速度相同，該實驗的目的是研究鐵球的動能大小與質(zhì)量的關(guān)系；
（2）實驗中，是通過觀察木塊移動的距離的大小，來說明鐵球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷出鐵球具有的動能的大小，這是轉(zhuǎn)換法的運用；
（3）木塊移動的距離s=23.10cm，木塊的移動速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{23.10cm}{3s}$=7.70cm/s=0.077m/s；
（4）實驗時要多次試驗，以便得出普遍規(guī)律．如圖2所示，每次實驗后都用同一鐵球，這是不合理的，要換成3個體積形狀完全相同，質(zhì)量不同的其他金屬球；
（5）力是改變物體運動狀態(tài)的原因，若木塊與桌面間摩擦減小，則木塊獲得動能后運動的越遠；若木塊與桌面無摩擦，根據(jù)牛頓第一運動定律，木塊將做勻速直線運動．
故答案為：（1）同一高度；控制速度相同；（2）木塊移動的距離；（3）0.077；（4）換成3個體積形狀完全相同，質(zhì)量不同的其他金屬球；（5）遠；做勻速直線．

點評 本題考查了探究動能大小影響因素的實驗，除考查控制變量法的轉(zhuǎn)換法的運用外，最后通過一個對實驗進行改進是本題的新穎之處，需要我們認真分析．