Question

8．在探究“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，讓質(zhì)量不同的鐵球從斜面的同一高度由靜止釋放，撞擊同一木塊，能將木塊撞出一段距離．如圖甲所示．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）從同一高度由靜止釋放的目的是使鐵球到達(dá)水平面時(shí)的速度相等，該實(shí)驗(yàn)的目的是研究鐵球的動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系．
（2）該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀察木塊移動(dòng)的距離的大小，來(lái)說(shuō)明鐵球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷出鐵球（“鐵球”或“木塊”）具有的動(dòng)能的大�。�如果水平面絕對(duì)光滑，則不能（選填“能”“不能”）比較出鐵球動(dòng)能的大�。�
（3）有同學(xué)將實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)成圖乙所示，利用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼�一彈簧壓縮相同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進(jìn)行比較．該實(shí)驗(yàn)方案是否可行？
答：不可行，你的理由是相同的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化得到相同的動(dòng)能，最終木塊移動(dòng)的距離相等．

Answer 1

分析 （1）此實(shí)驗(yàn)把動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換為木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離，距離越遠(yuǎn)表明鐵球的動(dòng)能越大；
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程要采用控制變量法，當(dāng)研究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要讓鐵球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同；當(dāng)研究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)選擇同一鐵球，這樣可以保證鐵球的質(zhì)量相同；
（3）結(jié)合控制變量法的要求，看是否合理的控制了相關(guān)變量，并改變了要研究的變量，這樣才能知道是否符合實(shí)驗(yàn)要求．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中，保持鐵球在斜面上的高度相同，是為了控制鐵球到達(dá)下端時(shí)具有相同的速度，研究鐵球的動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系；
（2）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離的大小來(lái)間接判斷鐵球動(dòng)能的大��；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(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去．木塊通過(guò)的距離無(wú)法確定，做功的多少也無(wú)法確定．所以鐵球動(dòng)能的大小就無(wú)法比較．
（3）觀察圖乙的裝置可知，若用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼�一彈簧壓縮相同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，撞擊的動(dòng)能由彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來(lái)，而彈簧的彈性勢(shì)能的大小與形變程度有關(guān)，故彈簧勢(shì)能相同，轉(zhuǎn)化出的動(dòng)能相同，因此，木塊最終移動(dòng)的距離相同，這樣是不能完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />故答案為：
（1）使鐵球到達(dá)水平面時(shí)的速度相等；質(zhì)量；（2）木塊移動(dòng)的距離；鐵球；不能；  
（3）不可行；相同的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化得到相同的動(dòng)能，最終木塊移動(dòng)的距離相等．

點(diǎn)評(píng) 物體動(dòng)能的大小是通過(guò)木塊移動(dòng)的距離來(lái)體現(xiàn)的，比較鐵球的動(dòng)能大小，即比較木塊通過(guò)的距離．由于木塊永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以距離的大小無(wú)法比較，即動(dòng)能就無(wú)法比較．