Question

18．小偉猜想動能的大小可能與物體質量和運動速度有關，于是設計了如圖所示的實驗，讓小球沿同一光滑斜面向下運動，與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止．
（1）實驗中，通過觀察小球推動紙盒移動的距離來判斷小球動能的大�。�
（2）圖甲探究的是動能與速度的關系，同時利用圖甲還可以探究重力勢能與高度的關系；
（3）圖乙中讓不同質量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達水平面時，具有相同的速度，得出的結論是：速度相同時，物體的質量越大，動能越大；
（4）實驗時若木塊與水平面間無摩擦則不能得出結論，原因是水平面絕對光滑，則小球和紙盒將做勻速直線運動．

Answer 1

分析 （1）物體動能的大小，可由它對外做功的多少來體現(xiàn)．球把紙盒推出的距離長，說明的物體對外做的功多，進而體現(xiàn)它的動能大，這是一種轉換的方法．
（2）影響動能大小的因素有質量和速度，實驗過程要采用控制變量法；
（3）當研究動能大小與質量的關系時，要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同；當研究動能大小與速度的關系時，應選擇同一小球，這樣可以保證小球的質量相同；
（4）實驗中是通過比較紙盒被小球撞擊后移動的距離來比較小球動能大小的；若水平面絕對光滑，則物體將做勻速直線運動．

解答 解：（1）實驗中通過觀察小球推動紙盒移動的距離來比較物體的動能的大小，運用了轉換法．
（2）圖甲所示控制小球的質量相同，高度不同，探究的是動能與速度的關系；該圖還可以探究重力勢能與高度的關系；
（3）選用圖乙時，從斜面的同一高度滾下，讓小球到達斜面底端的速度相同；圖乙中兩球的質量不同，故選用圖乙探究的是動能與質量的關系；根據乙圖可知，高度相同時，小球到達斜面底端時的速度相同，質量大的小球撞擊紙盒后，紙盒運動的距離遠，說明質量大的小球其動能大；由此得出結論：速度相同時，物體的質量越大，動能越大．
（4）實驗中是通過比較紙盒被推移動的距離來比較小球動能大小的；若本實驗裝置中的水平面絕對光滑，則小球和紙盒將做勻速直線運動，不能達到探究的目的．
故答案為：（1）小球推動紙盒移動的距離；（2）速度；高度；（3）速度；速度相同時，物體的質量越大，動能越大；（3）水平面絕對光滑，則小球和紙盒將做勻速直線運動．

點評 此類實驗題目是考查對控制變量法和轉換法的掌握情況，及如何正確的對實驗現(xiàn)象進行分析，歸納出正確的結論