Question

20．動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)呢？小雨用相同的斜面、長(zhǎng)木板和紙盒，兩個(gè)不同質(zhì)量的小球，設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)，測(cè)量出每次實(shí)驗(yàn)中紙盒移動(dòng)的距離，再通過(guò)比較分析得出結(jié)論．
（1）小雨通過(guò)觀察比較紙盒移動(dòng)的距離來(lái)比較小球動(dòng)能的大小，這種科學(xué)研究的方法與以下選項(xiàng)中的D相同．
A．研究磁場(chǎng)時(shí)用磁感線表示
B．用黃豆和芝麻混合前后的體積變化研究分子間隙
C．研究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系時(shí)控制壓力的大小相同
D．電流看不見(jiàn)、摸不著，判斷電路中是否有電流我們可以通過(guò)電路中的燈泡是否發(fā)光去確定
（2）要探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選圖甲和圖乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（3）如果紙盒與小球碰撞的側(cè)面過(guò)于柔軟，則紙盒的移動(dòng)的距離會(huì)偏小，請(qǐng)分析解釋原因紙盒的形變需要消耗部分機(jī)械能．

Answer 1

分析 （1）在物理學(xué)中，我們經(jīng)常把一些不易觀察的物理量轉(zhuǎn)化為便于觀察的物理量，這就是我們所說(shuō)的轉(zhuǎn)換法，即在該實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)能的大小不易觀察，于是我們將小球的動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換為小球推動(dòng)紙盒移動(dòng)的距離 來(lái)觀察，即小球推動(dòng)紙盒距離越遠(yuǎn)，小球所具有的動(dòng)能就越大；在物理學(xué)中經(jīng)常用的轉(zhuǎn)換法，請(qǐng)同學(xué)們注意區(qū)分和理解．
（2）動(dòng)能的決定因素有兩個(gè)：質(zhì)量和速度，要研究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，必須保證速度相同，而質(zhì)量不同．
（3）如果紙盒與小球碰撞的側(cè)面過(guò)于柔軟，小球撞擊紙盒，紙盒要發(fā)生形變，需要消耗部分機(jī)械能，因而紙盒的移動(dòng)的距離會(huì)偏�。�

解答 解：（1）小雨通過(guò)觀察比較紙盒移動(dòng)的距離來(lái)比較小球動(dòng)能的大小，這種科學(xué)研究的方法叫轉(zhuǎn)換法，
A、磁感線實(shí)際不存在，是人們?yōu)樾蜗蟮孛枋龃艌?chǎng)分布而假想出來(lái)的，屬于建立模型法．此選項(xiàng)不符合題意；
B、在研究分子間存在間隙的實(shí)驗(yàn)中，比較黃豆和芝麻混合前后的體積，根據(jù)體積減小得出分子之間有空隙，是通過(guò)實(shí)際實(shí)驗(yàn)得出的，所以不符合題意；
C、研究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系時(shí)控制壓力的大小相同，屬于控制變量法，此選項(xiàng)不符合題意；
D、電流看不見(jiàn)、摸不著，判斷電路中是否有電流我們可以通過(guò)電路中的燈泡是否發(fā)光去確定，屬于轉(zhuǎn)換法，此選項(xiàng)符合題意；
故選D．
（2）要研究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，要保持兩球的速度相等，即處于相同的高度滾下，我們應(yīng)選擇甲圖和乙圖來(lái)進(jìn)行比較．
（3）如果紙盒與小球碰撞的側(cè)面過(guò)于柔軟，小球撞擊紙盒，紙盒要發(fā)生形變，需要消耗部分機(jī)械能，因而紙盒的移動(dòng)的距離會(huì)偏�。�
故答案為：（1）D；（2）乙；（3）紙盒的形變需要消耗部分機(jī)械能．

點(diǎn)評(píng) 明確本實(shí)驗(yàn)中研究動(dòng)能大小的決定因素時(shí)運(yùn)用了控制變量法，反映動(dòng)能多少時(shí)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法．