Question

小明同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图所示的实验方案，并进行了以下三步实验操作：
  
步骤一：让铁球甲从斜面F点静止滚下打到一个小木块上，推动木块使木块从位置A移动到位置B。
步骤二：让铁球甲从斜面E点静止滚下，打到相同的小木块上，推动木块使木块从位置A移动到位置C。
步骤三：换一铁球乙（m_乙﹥m_甲）从斜面上E点静止滚下，打到相同的小木块上，推动木块从位置A移动到位置D。
（1）小明同学设计实验“步骤一”和“步骤二”，是想探究动能大小与    的关系；
（2）小球动能的大小是通过比较                                   得出的。
（3）分析步骤二、三，得出的结论                                       。
（4）为了让质量不同的甲、乙两球获得相同的初速度，有同学认为可以不用让两球都从E点滚下，而是设计了如图乙装置，只要每次让两球压缩弹簧到同样的形变程度后自然释放即可。不考虑各种能量损耗，该方法    （合理/不合理）。

Answer 1

（1）速度（2）木块被推动距离的长短 （3）当速度一定时，动能大小与质量成正比  (4)  不合理

试题分析：实验“步骤一”和“步骤二”，使用的是同一小球，小球的质量就是一定的，从斜面的不同高度上滚下，小球到达水平面时的速度是不同的，由图可以发现，小球在斜面上的位置越高，速度越大，木块移动距离越长，动能越大．在“步骤二”和“步骤三”中，小明让甲、乙两球都从E点滚下，小球到达水平面时速度就是一定的．而小球乙的质量，乙推动木块运动距离长，说明在速度一定时，质量越大，动能越大．实验“步骤一”和“步骤二”，是想探究动能大小与速度的关系；在“步骤二”和“步骤三”中，小明让甲、乙两球都从E点滚下，目的是：控制小球到达水平面时的速度一定，这种研究方法叫控制变量法．分析步骤一、二，可以发现：采用了同一物体，质量时不变的，从不同高度处滚下，速度是不同的，木块移动距离的不同也就说明了动能不同，由此得出的结论是：质量一定时，物体的速度越大，动能就越大．分析步骤二、三，可以发现：采用了不同的物体，从同一高度滚下，速度是一定的，乙的质量大，乙就把木块推动的距离长，由此得出结论：速度一定时，物体的质量越大，动能就越大．该方法不合理，由于甲乙两球的质量不同，所以即使让两球压缩弹簧的形变程度相同，也不会获得相同的速度。
点评：解决本题的关键是熟知控制变量法的应用，我们要能够使用控制变量法分析实验并得出结论．