Question

8．如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图．小明同学让同一钢球A分别从不同的高度沿光滑斜面由静止开始滚下，B是一木块．回答下列问题：
（1）该实验要探究的是物体动能的大小与物体的速度关系．
（2）该实验利用了转换法，通过观察木块来判断钢球（选填“钢球”或“木块”）动能的大小；若水平面绝对光滑，本实验将不能（能/不能）达到探究目的．
（3）钢球沿斜面滚下过程中，重力势能转化为动能（填钢球的能量转化）．实验发现钢球下滑的高度越高，木块被撞击得越远，由此得出的探究结论是质量相同的物体，物体的速度越大，动能越大．
（4）若想用该实验探究汽车“超载”带来的安全隐患，还需增加的实验器材是不同质量的钢球．

Answer 1

分析 （1）要探究动能与速度的关系，应控制质量不变，改变速度，所以应让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下；
（2）此实验把动能的大小转换为木块被撞击后滑行的距离，距离越远表明小球的动能越大．如果水平面绝对光滑，小车和木块将保持匀速直线运动，永远运动下去．
（3）该实验利用了控制变量法和转换法，同一钢球保证了质量相同，从斜面的不同高度滑下，到达水平面时的速度不同，木块被撞后移动的距离越远，推力做功越多，就可以说明木块的动能越大，从而得出质量相同时，速度越大的物体动能越大．
（4））动能大小跟质量和速度有关．在探究动能大小跟质量关系时，控制速度大小不变．

解答 解：（1）让同一钢球A分别从不同的高度沿光滑斜面由静止开始滚下，钢球到达水平面的速度不同，该实验要探究的是物体动能的大小与物体的速度关系；
（2）实验中通过观察木块被撞击后滑行的距离的大小来间接判断钢球动能的大小，该方法是转换法．若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，小车和木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到比较距离来比较动能的目的了．
（3）钢球沿斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，速度增加，在该过程中钢球的重力势能转化为动能；
让钢球从斜面的不同高度滑下，那么钢球到达水平面时的速度就不同，钢球推动木块做功，运动距离越远，做功越多，动能越大．所以根据控制变量法可得结论是：质量相同的物体，物体的速度越大，动能越大；
（4）为了研究汽车超载问题，实验中应增加不同质量的钢球进行比较，得到的结论是：小车的速度一定时，质量越大，动能越大．
故答案为：（1）速度；（2）转换；木块；钢球；不能；（3）重力势能转化为动能；质量相同的物体，物体的速度越大，动能越大；（4）不同质量的钢球．

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．