题目内容
【题目】在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离.
实验次数 | 钢球质量 | 钢球下摆髙度 | 木块滑行距离 |
1 | 20 | 30 | 35 |
2 | 40 | 30 | 65 |
3 | 60 | 30 |
(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是______.
(2)从上表数据可以看出,实验中控制了______相同,从而探究动能与______的关系.
(3)第1次实验时若不考虑能量损失,钢球对木块最多可做______J的功;第3次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第三次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度,你认为应当采用______同学的建议.
(4)由上述实验数据和现象可得出结论:__________________
【答案】让钢球从高处摆下 速度 质量 0.06 甲 速度一定时,质量越大,动能越大
【解析】
(1)[1]本实验使钢球获得动能的操作方法是让钢球从高处由静止摆下,实质是重力势能转化为动能的过程;
(2)[2][3]从上表数据可以看出,钢球每次的下摆高度都相同,球的质量不同,这样当球每次接触木块时的速度都相同,即实验中控制了速度相同,从而探究动能与质量的关系;
(3) [4][5]第1次实验时若不考虑能量损失,球下摆时重力做功,钢球的质量m=20g=0.02kg,所以钢球对木块最多可做的功:
Gh=mgh=0.02kg10N/kg0.3m=0.06J
第3次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第三次实验;由于钢球质量大了,做的功可能会像第二次那样增大,而模板的粗糙程度不能变,甲同学建议换用同样较长的木板,这样可以通过木块的移动距离比较动能的大小,是正确的;乙同学建议换一个较大的木块,这样不符合控制变量法的思想,即木块变大后,因为质量和摩擦力都会变化,所以不能通过比较运动距离而得出动能的大小,故乙同学的建议不正确;丙同学建议降低钢球下摆的高度,这样也不符合控制变量的思想,因为高度降低后,球碰撞木块时的速度就不一样了,不能完成实验,故丙同学的建议也不正确。所以应当采用甲同学的建议;
(4)[6]由上述实验数据和现象分析,速度相同时,质量越大,木块滑动的距离越远,即动能做功越多,所以可得出结论:速度一定时,质量越大,动能越大。