Question

在某次探究活动中，小明对老师给出的“小球在光滑斜面由静止释放时，所处高度越高，到达斜面底端的速度越大，而与小球质量无关”这一结论产生了质疑．他猜想小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度--
猜想一：可能与小球在光滑斜面上的高度无关
猜想二：可能与小球的质量有关
他选择了一些实验器材，进行了如下实验（图中A、B、C分别表示小钢球在第0.1s末、第0.2s末、第0.3s末所处的位置，钢球1、2、3的质量关系为m₁＜m₂=m₃）

（1）实验一是为了验证猜想 ______选填“一”或“二”），通过该实验他得到的结论是：小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度与小球的质量 ______（选填“有关”或“无关”）
（2）实验二中，小球2和3在同一光滑斜面的不同高度处同时由静止释放，到达底端时的速度分别为v₂、v₃，请判断v₂______v₃（选填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）在完成了以上探究后，小明继续进行“探究动能的大小与速度的关系”的实验三，根据实验的结果：他得出了“速度越大，动能越大”的结论，你认为他的结论是否可靠？______（选填“可靠”或“不可靠”）．原因是 ______．

Answer 1

解：（1）由图可知两球所处的高度相同，但两球的质量不同，所以该实验是为了验证小球的动能可能与小球的质量有关；
实验发现两球在相同的时刻到达同一地方，速度相同，因此球从光滑斜面上自由滚到底端时的速度与小球的质量无关；
（2）由图可知，在相同的时间内，3球运动的距离比2球的运动距离远，因此3球的速度较大；
（3）在研究动能与速度关系时，应该控制两球的质量相同，在该实验中两球的质量不同，因此得出的实验结论不可靠；
故答案为：二，无关；＜；不可靠，两球的质量不同．
分析：（1）图中两球所处的高度相同，两球的质量不同，因此是研究速度与质量的关系，结合两球的运动情况进行判断；
（2）小球从斜面上滚下时，重力势能转化为动能，小球所处的高度越高，动能越大，到达底端的速度就会越大；
（3）动能的决定因素有两个：质量和速度，应该利用控制变量法进行分析．
点评：解决此类多因素问题要结合控制变量法进行分析解答．