Question

10．某同學(xué)在探究“動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，設(shè)計了如圖所示的實驗方案，并進行了如下的實驗：
步驟l：讓鋼球從斜面A點由靜止開始下滑，到達水平面時速度為v₁，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離s₁；
步驟2：讓鋼球從斜面A點上方沿斜面由靜止開始下滑，到達水平面時速度為v₂，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離s₂
步驟3：改變鋼球的質(zhì)量讓鋼球從A點由靜止開始下滑，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離S₃．
（1）該實驗是通過用控制變量的研究方法，研究鋼球（選填“鋼球”或“木塊”）的動能大小和哪些因素有關(guān)的；通過觀察木塊移動距離來判斷動能的大小．
（2）比較步驟1和步驟3可以探究動能大小和物體質(zhì)量的關(guān)系．
（3）小球從斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木塊后繼續(xù)向前運動，木塊在水平木板上滑動一段距離后停下，小球與木塊碰撞前的動能為Ek₁，碰撞后木塊動能Ek₂則Ek₁大于 Ek₂（選填：大于、等于或/小于）．

Answer 1

分析 （1）（2）動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，探究動能與質(zhì)量關(guān)系時，控制速度不變；探究動能與速度關(guān)系時，控制質(zhì)量不變．
（3）小車到達水平面時具有動能，與木塊碰撞后，一部分動能轉(zhuǎn)移給木塊，使木塊克服摩擦做功；另一部分小車自身克服摩擦做功，據(jù)此分析

解答 解：（1）在研究動能大小與什么因素有關(guān)時，我們是通過觀察小車推動木塊移動的距離來反映鋼球動能大小的，采用的是轉(zhuǎn)換法的思想；
（2）探究物體動能大小與質(zhì)量的關(guān)系時，要控制速度相同，改變物體質(zhì)量，故應(yīng)從同一高度釋放鋼球，使質(zhì)量不同的鋼球具有相同的速度．比較步驟1和步驟3可以探究動能大小和物體質(zhì)量的關(guān)系；
（3）碰撞前小車的動能為E_K，與木塊碰撞后，一部分轉(zhuǎn)移給木塊克服摩擦做功為W；另一部分小球自身克服摩擦做功W′，所以E_k大于碰撞后木塊動能Ek₂．
故答案為：（1）鋼球；木塊移動距離；（2）1；（3）大于．

點評 本題中涉及的實驗采用了初中階段研究物理問題最常用的控制變量法與轉(zhuǎn)換法，學(xué)習(xí)中注意總結(jié)歸納．