Question

为了探究动能的大小与哪些因素有关，小雨用同一个斜面、同一个长木板和同一个纸盒，两个不同质量的小球，设计了如图所示的甲、乙、丙三次试验，测量出每次实验中纸盒移动的距离（S_甲＜S_乙＜S_丙），再通过比较分析，得出结论．
根据上述三次实验，回答下列问题：
①实验中通过观察比较

纸盒移动的距离

来比较小球动能的大小．
②在甲、乙两次实验中，让同一小球从同一斜面的不同高度由静止开始释放的目的是：使小球到达斜面底部时的速度

不同

（选填“相同”或“不同”），根据实验现象可得出的实验结论是

质量相等时，速度越大，动能越大

_；分析乙、丙两图，得到的实验结论是

速度相等时，质量越大，动能越大

．
③实验中小球在斜面上加速滚到底端的过程中（不计摩擦阻力），小球的

重力势

能转化为

动

能．

Answer 1

分析：（1）小球从光滑斜面上向下运动到水平面上，有了一定的速度，就有动能，小球撞击纸盒，可以通过纸盒在水平面上移动的距离来判断动能的大小；
（2）因为动能大小与质量和速度有关，若探究动能与质量的关系，根据控制变量法，要保证质量不同而速度相同，让不同质量的两个小球从同一高度滚下就是为了使小球滚到水平面时速度相同；
若探究小球的动能与质量的关系，应选择相同质量小球，从不同高度滚下，观察其推动纸盒移动距离的大小即可．
（3）动能和势能统称为机械能，且动能和重力势能之间可以相互转化．

解答：解：（1）小球因为有动能撞击纸盒，动能越大，纸盒在水平面上移动的距离就越远，所以判断小球动能大小的依据是纸盒在水平面上移动的距离；
（2）在甲、乙两次实验中，让同一小球从同一斜面的不同高度由静止开始释放的目的是：使小球到达斜面底部时的速度不同，且通过图能看出，小球越高，其推动纸盒移动的距离越远，故说明质量相等时，速度越大，动能越大；同理分析乙、丙两图可知，此时小球的高度相同，但质量不同，且质量大的推动纸盒移动的距离大，故说明速度相等时，质量越大，动能越大；
（3）实验中小球在斜面上加速滚到底端的过程中（不计摩擦阻力），其质量不变，高度变小，即其重力势能减小；同时其质量不变，速度变大，故其动能变大，所以该过程是将重力势能转化为动能的过程．
故答案为：①纸盒移动的距离；②不同； 质量相等时，速度越大，动能越大；速度相等时，质量越大，动能越大；）③重力势能；动．

点评：由纸盒距离的长短，来体现小球的动能多少，是一种转换法．由小球起始点的高度可以决定小球刚到达水平面时的速度．