Question

【题目】小红猜想动能的大小可能与物体的质量和运动的速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。

（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乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的__________；

②选用图甲探究的是动能与__________的关系，得出的结论是：____________；

③物理研究方法有许多，如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法：本实验中运用了两种研究方法，一是__________；二是转换法，就是用_________来表示小球动能的大小。

（3）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？_________。

（4）实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载" 与“超速"，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到下表的数据：

序号	小球质量m/g	小球自由滚下高度h/cm	木块被撞后移动的距离s/m
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

（a）为了探究，“超载”隐患时，应选择序号___________的实验进行比较。

（b）分析表格中对应的数据可知：___________对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。

Answer 1

【答案】速度 速度 当物体的质量相同时，速度越大动能就越大 控制变量法 纸盒移动的距离 不能 1、3 速度

【解析】

(2)①[1]为了探究物体的动能与质量的关系，应该让不同质量的钢球沿斜面同一高度静止滚下撞击水平板上的木块，这样它们到达斜面底端时的速度相等；

②[2][3]图甲中，让质量相同的两个小球沿斜面的不同高度静止滚下撞击水平板上的木块，这是控制了质量相同，目的是探究物体的动能与速度的关系，能得出的结论是：当质量一定时，速度越大，具有的动能越大；

③[4]因物体的动能与质量和速度有关，所以当研究与其中一个因素关系时，应采取控制变量法；

[5]实验中通过观察木块被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小，这种研究问题的方法是转换法；

(3)[6]若水平面光滑，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去。木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定。所以铁球动能的大小就无法比较；

(4)(a)[7]研究超载隐患时，应控制小球下滑的速度相同（高度相同）而质量不同，由表中实验数据可知，应选择1、3所示实验进行比较；

(b)[8]由表中实验数据可知，由序号1、2实验，质量相同，2实验速度是1的2倍，2推动木块的距离是1的4倍；由序号1、3实验，速度相同，3质量是1的2倍，3推动木块距离是1的2倍；故速度对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。