Question

小明为了探究动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图甲、乙所示的实验，
（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）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然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．

上述甲、乙两组实验中：
①小明是根据

木块被推出的距离

判断比较小球动能的大小，这种方法在科学上叫做“转换法”．下面的四个研究实例中也采用这种方法的是：

C

A、学习电压时，我们可以通过对比水压来认识它
B、探究串联电路电阻的关系时，通过分析总电阻与各导体电阻在电路中产生的效果来认识
C、探究电功大小跟哪些因素有关时，通过小灯泡的亮度来比较电功大小
D、探究电流与电压、电阻关系时，控制电阻（电压）不变，研究电流与电压（电阻）关系
②要探究动能与物体运动速度的关系应选用

甲

图．
③乙图中让两个小球从同一高度滚下的目的是：

使小球到达水平面时的速度相同

，
乙组实验可以得出的结论是：

小球的速度相同时，质量越大，动能越大

．
④若水平面绝对光滑，该实验还能得出结论吗？

不能

，理由是：

木块将以一个恒定的速度永远运动下去，木块停不下来无法比较物体的动能大小

．

Answer 1

分析：①转换法是物理研究中常用的方法之一，是将不易观察或测量的量通转换为容易观察或测量的量来进行研究的方法，这里就是通过观察木块来判断动能的；
②探究动能与运动速度的关系，应保持小球质量不变；
③让小球从同一高度滚下，也是控制变量的需要；乙组主要比较了速度相同时，质量与动能的关系；
④绝对光滑是一种理想状态，根据牛顿第一定律，物体将会永远做匀速直线运动．

解答：解：①实验中，小明是依据木块被推出的距离判断比较小球动能大小的．A属类比法，B是比较法，D是控制变量法，只有C通过灯泡的亮度来判断电功的大小，符合转换法的要求；
②探究动能与运动速度的关系应控制小球质量不变，因此图甲符合题意；
③让小球从同一高度滚下是为了使小球到达水平面时的速度相同；乙组实验可得出的结论是：小球的速度相同时，质量越大，速度越大；
④绝对光滑的平面是不能得出结论的．因为木块将以一个恒定的速度永远运动下去，木块停不下来无法比较物体的动能大小．
故答案为：①木块被推出的距离，C；②甲；
③使小球到达水平面时的速度相同；小球的速度相同时，质量越大，速度越大；
④不能，木块将以一个恒定的速度永远运动下去，木块停不下来无法比较物体的动能大小．

点评：在该题的实验中，重点考查了我们对两种实验方法的理解和运用，一是转换法，二是控制变量法，都是物理研究中常用的方法，值得我们研究和掌握．