Question

14．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．

（1）该实验要探究的是物体动能的大小与物体速度的关系
（2）该实验中物体的动能是指物体A（选填“A”或“B”）的动能，该动能是由重力势能转化而来的．
（3）该实验中物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时碰前A（选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通过高度（选填“高度”或“质量”）来改变的．
（4）若在实验中，由于木板较短，物体B碰后滑出木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰后物体B能始终在木板上滑行？方法是降低A的高度．
（5）若水平面绝对光滑，本实验不能（选填“能”或“不能”）达到探究目的．理由是：木块将一直匀速直线运动下去．
（6）在探究动能与速度关系时，小明认为物体B应该尽量靠近斜面底部，小华认为不需要，你认为说的有理，理由是：物体A在相同的水平面上通过相同的距离时，消耗的机械能相同．
（7）此实验中用到的研究物理问题的方法有：转换法和控制变量法．

Answer 1

分析 （1）动能的决定因素有两个：质量和速度，要利用控制变量法去研究；
（2）小球动能的大小是通过物体B被推动移动的距离体现的；小球从斜面上滚下，重力势能转化为动能；
（3）实验中探究小球碰撞前的动能和小车碰撞前的速度的关系，所以物体的速度是指球车从斜面上静止滑下，与木块碰撞时，碰撞前小球的速度．小球的速度是通过改变高度来实现的；
（4）物体A速度的大小是通过改变物体在斜面上的高度实现的；
（5）物体动能的大小是通过木块移动的距离来体现的，比较铁球的动能大小，即比较木块通过的距离．由于木块永远运动，所以距离的大小无法比较，即动能就无法比较；
（6）物体A动能的大小是通过物体B被撞后移动的距离来体现的，据此进行分析；
（7）实验中把物体具有动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明小球的动能越大，该实验过程要采用了转换法；
动能的决定因素有两个，所以实验常用了控制变量法．

解答 解：
（1）动能的大小与物体的质量和速度都有关系，由于这一实验中只有一个物体A从斜面上滑下，质量不能改变，所以本实验要探究的是物体动能的大小与物体速度的关系；
（2）该实验研究的主体是物体A，研究的是物体A动能的大小与速度的关系；物体A在斜面上时，具有重力势能，在滑下的过程中，将重力势能转化为动能；
（3）该实验物体A的速度是指物体A从斜面上静止滑下与物体B碰撞时碰撞前A的速度，这个速度的大小是通过控制物体在斜面上的高度改变的；
（4）若在实验中，物体B碰后滑出木板，在不改变原有器材的情况下，可以通过降低物体A的高度来减小物体A的速度，从而减小物体A的动能，减小对物体B做功的多少，减小物体A在木板上滑行的距离，保证碰后物体B能始终在木板上滑行；
（5）为了研究物体动能与物体质量的关系，实验中多次让不同质量的物体从斜面同一高度上静止滚下时，控制了小球的速度相同，应改变物体A的质量．
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；
（6）物体A动能的大小是通过物体B被撞后移动的距离来体现的，物体A在相同的水平面上通过相同的距离时，消耗的机械能相同，所以只要每次保持木块到斜面的距离相同即可；
（7）在该实验中我们用到了转换的方法，即将小球动能的大小转换为其对木块做功的多少来比较，动能的决定因素有两个：质量和速度，要利用控制变量法去研究．
故答案为：（1）速度；（2）A；重力势； （3）碰前A；高度；（4）降低A的高度；（5）不能；木块将一直匀速直线运动下去；（6）物体A在相同的水平面上通过相同的距离时，消耗的机械能相同；（7）转换法和控制变量法．

点评 本题考查了两种物理学方法的使用：①由木块在水平面上移动的距离远近来体现球的动能多少，是一种转换法；②动能的大小与质量和速度有关，实验时用控制变量法分别探究．