题目内容

小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关？”的实验步骤如下：

（1）将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
（2）将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
（3）将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示．
根据上述三次实验，回答下列问题：
①实验中小球动能的大小是通过观察比较反映出来的，这里用到了物理学研究问题的一种方法（选填“直接测量”、“放大”或“转换”）；
②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系，应选用两个图来分析，并由此得出的实验结论是；
③分析乙、丙两图，得到的实验结论是；其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中，小球的能转化为__能．

解：①小球动能大小不能直接测量，而是通过小球推动木块在水平面上移动的距离来反映．采用了转换法．
②甲乙两图中两球的高度不同，这样到达底端的速度不同，但它们的质量相同，所以可以探究动能与质量大小的关系；质量越大的小球把平面上的木块撞击的更远，说明小球的动能越大，由此可以得出的结论是：物体质量一定时，运动速度越大，动能越大．
③乙丙图中两球的质量不同，高度相同，到达底端的速度不同，所以可以探究动能与运动速度大小的关系；高度越高的小球运动到底端时速度越大，把木块撞击的更远，因此说明其动能越大；由此可以得出的结论是：在运动速度一定时，物体质量越大，动能越大；
小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中，高度减小重力势能减小，速度变快，动能增加，重力热能转化为动能．
故答案为：①木块在水平面上移动的距离；转换；②甲乙；质量相同的物体，速度越大，动能越大；③速度相同的物体，质量越大，动能越大；重力势；动．
分析：①当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来．这种研究物理问题的方法叫转换法．小球动能的大小不能直接用眼睛观察，而是通过观察小球推动木块所做的功的大小来反映，小球推动木块越远，做功越多．
②动能的决定因素有两个：质量和速度，对于这类多因素问题应结合控制变量法进行分析．
③动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．在能量转化中是减小的能转化为增大的能．
点评：此类实验题目是考查对控制变量法和转换法的掌握情况，及如何正确的对实验现象进行分析，归纳出正确的结论．同时考查了能量间的转化．