Question

小明同學(xué)在做“探究物體的動能與什么因素有關(guān)”的實驗中，設(shè)計了如圖所示的實驗方案，并進行了以下三步實驗操作：
步驟一：讓鐵球甲從斜面F點滾下碰撞在一個小木塊上，推動木塊從位置A移動到位置B．
步驟二：讓鐵球甲從斜面E點滾下，碰撞在相同的小木塊上，推動木塊從位置A移動到位置C．
步驟三：換一鐵球乙（m_乙＞m_甲）從斜面上E點滾下，碰撞在相同的小木塊上，推動木塊從位置A移動到位置D．
（1）小明同學(xué)設(shè)計的實驗“步驟一”和“步驟二”，是想探究動能大小與

速度

的關(guān)系；
（2）在“步驟二”和“步驟三”中，小明讓甲、乙兩球都從E點滾下，目的是

使小球滾到斜面底端時的速度相同

，該實驗采用的研究方法是

控制變量法

．
（3）分析步驟二、三，得出的結(jié)論是：

速度相同時，物體的質(zhì)量越大，具有的動能越大

．
（4）若水平面為光滑的（足夠長），該實驗還能得出結(jié)論嗎？

不能

，理由

因為木塊將做勻速直線運動

．

Answer 1

分析：（1）實驗“步驟一”和“步驟二”，使用的是同一小球，小球的質(zhì)量就是一定的，從斜面的不同高度上滾下，小球到達水平面時的速度是不同的，由圖可以發(fā)現(xiàn)，小球在斜面上的位置越高，速度越大，木塊移動距離越長，動能越大．
（2）（3）在“步驟二”和“步驟三”中，讓甲、乙兩球都從E點滾下，小球到達水平面時速度就是一定的．而小球乙的質(zhì)量大，乙推動木塊運動距離長，說明在速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大．

解答：解：（1）分析步驟一、二，可以發(fā)現(xiàn)：采用了同一物體，質(zhì)量是不變的，從不同高度處滾下，速度是不同的，木塊移動距離的不同，也就說明了動能不同，由此得出的結(jié)論是：當(dāng)質(zhì)量相等時動能與速度有關(guān)；
（2）分析步驟二、三，可以發(fā)現(xiàn)：采用了不同的物體，從同一高度滾下，是為了使甲乙兩球到達水平面時的速度相等；
（3）由（2）知，甲乙到達水平面的速度相等，乙的質(zhì)量大，乙就把木塊推動的距離長，由此得出結(jié)論：當(dāng)速度相等時動能與質(zhì)量有關(guān)，且質(zhì)量越大，動能越大．
（4）由上推理，若水平面為光滑的，小球和木塊將做勻速直線運動，不能得出結(jié)論．
故答案為：（1）速度；（2）使小球滾到斜面底端時的速度相同；控制變量法；（3）速度相同時，物體的質(zhì)量越大，具有的動能越大；（4）不能；因為木塊將做勻速直線運動．

點評：動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，在探究過程中要用控制變量法，掌握實驗中控制速度和改變速度的方法，同時實驗中通過木塊被推動的距離來反映物體動能的大小，用到了轉(zhuǎn)換法．