Question

【题目】在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示。请回答下列问题。

甲 乙

（1）该实验研究铁球的动能大小与_________（选填“质量”或“速度”）的关系，从同一高度由静止释放的目的是__________________；

（2）该实验是通过观察____________的大小，来说明铁球对木块做功的多少；

（3）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究铁球的动能大小与____（选填“质量”或“速度”）的关系；

（4）该同学还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，这个设计方案是________（选填“正确”或“错误”）的，原因是________。

Answer 1

【答案】 质量 使铁球滑到斜面底端的速度相同 木块被撞距离 速度 错误 木块最终移动距离相同

【解析】（1）该实验采用质量不同的球，从同一高度滚下，可以保证到达水平时时的速度相等，所以研究铁球的动能大小与质量的关系，从同一高度由静止释放的目的就是使铁球滑到斜面底端的速度相同；

（2）该实验是通过观察木块被撞距离的大小，来说明铁球对木块做功的多少，是转换法的应用；

（3）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，因为弹簧的弹性势能不同，则球的速度不同，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究铁球的动能大小与速度的关系；

（4）该同学还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，这个设计方案是错误的。

因为将同一弹簧压缩相同程度，则弹簧的弹性势能是相同的，所以转化为球动能也相同，则撞击木块后，木块移动的距离也是相同的，故实验方案不可行。