Question

小明为了探究物体动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图甲、乙所示的实验，
（1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
（2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．上述甲、乙两组实验中：
①要探究动能与物体运动速度的关系应选用

甲

图，选择的理由是：

小球的质量相同，到达水平面时速度不同

．
②乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是

使小球到达水平面时的速度相同

．
③实验中我们无法直接观察到小球动能的大小，我们可以通过观察

小球撞击木块前进的距离

来判断小球动能的大小．
④甲组实验可以得出的结论是

当小球质量一定时，速度越大，动能越大

．

Answer 1

分析：①要探究动能与物体运动速度的关系，应使物体的质量相同，速度不同，所以应使小球从不同的高度滚下；
②为使小球到达水平面的速度相同，应使小球从同一高度处滑下；
③实验中通过观察木块被小球推动的距离来反映小球的动能大小；
④分析甲组实验中相同的量和不同之处，根据木块被推动的距离得出小球动能大小与速度的关系．

解答：解：①甲图中，让质量相同的小球从不同的高度滚下，控制了质量相同，速度不同，所以是探究动能大小与速度的关系；
②乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下，是为了使两个质量不同的小球到达水平面时的速度相同，通过木块被推动的距离探究出动能和质量的关系；
③实验中通过观察木块被小球推动的距离来判断小球动能的大小，用到了转换法；
④由甲图知，小球的质量相同，从斜面滚下的高度越大，到达水平面的速度越大，木块被小球推动得距离越大，说明小球的动能越大，可得：当小球质量一定时，速度越大，动能越大．
故答案为：①甲；小球的质量相同，到达水平面时速度不同．
②使小球到达水平面时的速度相同．
③小球撞击木块前进的距离．
④当小球质量一定时，速度越大，动能越大．

点评：动能的大小与物体的质量和速度有关，所以在探究动能大小与影响因素的关系时，需用到控制变量法；
实验中通过观察木块被小球推动的距离来判断小球动能的大小，用到了转换法；
掌握实验中控制小球速度的方法，即控制小球从斜面上滚下时的高度，这也是此实验中经常考查的内容．