Question

1．在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，讓鐵球從斜面的某一高度處由靜止釋放，撞擊同一木塊，能將木塊撞出一段距離，如圖甲所示．請回答下列問題：（h₁＞h₂；m₁＞m₂）

（1）該實驗是通過觀察木塊移動的距離的大小，來說明鐵球對木塊做功的多少．選擇步驟1和步驟2的實驗目的是研究鐵球的動能大小與速度的關系．
（2）為了探究“物體動能大小與質量的關系”應選擇步驟3與步驟1（選填“1”、“2”）進行對比，如果水平面絕對光滑，則不能（選填“能”、“不能”）比較出鐵球動能的大小．
（3）有同學將實驗裝置改進成圖乙所示，利用質量不同的鐵球將同一彈簧壓縮相同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較．該實驗方案不能（選填“能”、“不能”）探究“物體動能大小與質量的關系”．

Answer 1

分析 （1）實驗中通過鐵塊撞擊木塊移動的距離來判斷鐵球動能的大��；
分析步驟1、2控制的量和改變的量，得出動能與速度的關系；
（2）探究動能與質量的關系，應使物體的速度相同，質量不同；
若水平面絕對光滑，則小球和木塊將做勻速直線運動，無法比較做功的多少；
（3）結合控制變量法的要求，看是否合理的控制了相關變量，并改變了要研究的變量，這樣才能知道是否符合實驗要求．

解答 解：（1）實驗是通過觀察木塊移動距離的大小，來說明鐵球對木塊做功的多少，用到了轉換法；
步驟1和2，質量相同的小球從不同的高度滾下，到達水平面的速度不同，木塊被推動的距離不同，說明小球的動能不同，可知鐵球的動能大小與速度有關；
（2）探究“物體動能大小與質量的關系”，應使小球的速度相同，質量不同，即讓質量不同的小球從同一高度由靜止滑下，應選擇步驟3和步驟1；
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永遠運動下去．木塊通過的距離無法確定，做功的多少也無法確定．所以鐵球動能的大小就無法比較．
（3）觀察圖乙的裝置可知，若用質量不同的鐵球將同一彈簧壓縮相同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，撞擊的動能由彈簧的彈性勢能轉化而來，而彈簧的彈性勢能的大小與形變程度有關，故彈簧勢能相同，轉化出的動能相同，因此，木塊最終移動的距離相同，這樣是不能完成實驗目的．
故答案為：（1）木塊移動的距離；速度；（2）1；不能；（3）不能．

點評 物體動能的大小是通過木塊移動的距離來體現(xiàn)的，比較鐵球的動能大小，即比較木塊通過的距離．由于木塊永遠運動，所以距離的大小無法比較，即動能就無法比較．