Question

如图所示，在“物体动能与质量和速度关系”的实验中，小明将A、B、C三小球先后从同一装置的h_a、h_b、h_c高处滚下（m_a=m_b＜m_c，h_a=h_c＞h_b），推动纸盒运动一段距离后静止．
（1）该这个实验中，利用

纸盒被推出的距离大小

来比较物体的动能大小．
（2）要研究动能与速度的关系，我们应选择

a、b

两图来进行比较．比较图a和c可以得出的结论是：

当速度一定时，质量越大、动能越大

．
（3）将本实验应用了的几种物理研究中的方法序号填写在空格中

A、D

．
A、控制变量法   B、类比法   C、等效替代法   D、转换法
（4）表是某同学在本实验中记录的一些数据，请你根据表中数据归纳出物体的动能E和物体的质量m和速度v的关系式

E=

1

2

mv²

．

实验次数	质量（kg）	速度（m/s）	动能（J）
1	0.5	2	1
2	0.5	1	0.25
3	1	1	2

（5）以下单位组合中不是能量单位的是

B

A、kW?h    B、J/s    C、（m/s）²?kg   D、N?m．

Answer 1

分析：（1）物体动能的大小，可由它对外做功的多少来体现．球把纸盒推出的距离长，说明的物体对外做的功多，进而体现它的动能大，这是一种转换的方法．
（2）动能的决定因素有两个：质量和速度．根据控制变量法的思路，去分析解决．要研究动能与质量的关系，必须保证速度相同，而质量不同．研究动能与速度关系，必须保证质量相同，而速度不同．据此分析回答；
（3）从上面（1）（2）选择用到的物理学方法；
（4）分析表中数据，得出物体的动能E和物体的质量m和速度v的关系式；
（5）根据公式W=Pt、E=

1

2

mv²、W=Fs分析推导．

解答：解：
（1）这个实验中，利用纸盒被推出的距离大小来比较物体的动能大小．
（2）要研究动能与速度关系，必须保证质量相同，而速度不同，ab两图小球的质量相同，从不同高度滚下，到斜面低端速度不同，故选择ab两图；
ac两图，小球的质量不同，从相同高度滚下，到斜面低端速度相同，得出结论：当速度一定时，质量越大、动能越大；
（3）由上面分析可知，用到了转换法和控制变量法；
（4）计算每一次实验质量和速度的平方的乘积，与E比较，可得E=

1

2

mv²；
（5）由公式W=Pt、E=

1

2

mv²、W=Fs可知，kW?h、（m/s）²?kg、N?m是功、能量的单位；J/s是功率的单位，1W=1J/s．
故答案为：（1）纸盒被推出的距离大小；（2）a、b；当速度一定时，质量越大、动能越大；（3）A、D；（4）E=

1

2

mv²；（5）B．

点评：明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法，找规律时要么想乘，要么相加，要么相减，要么想除，分析数据得出结论．