Question

20．在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小红同学让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，如图．请回答下列问题：
（1）该实验的目的是研究铁球（选填“铁球”或“木块”）的动能大小与速度的关系．
（2）该实验是通过观察木块移动的距离来说明铁球对木块做功的多少，从而得出结论的．
（3）若水平面绝对光滑，该实验还能得出结论吗？不能．理由是：木块将永远运动下去，无法显示被推动的距离．
（4）下列实验与此实验方法相同的有②③④（填编号）
①建立牛顿第一定律用“伽利略斜面小车实验”研究．
②用小磁针研究磁场方向．
③用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的．
④电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可以通过观察电路中的灯泡是否发光去确定．
⑤研究光的直线传播时引人“光线”．

Answer 1

分析 （1）实验过程要采用控制变量法，当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一铁球，这样可以保证小球的质量相同；要想研究物体动能与质量的关系，需要换用不同质量的小球从斜面相同的高度滑下．
（2）此实验把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．
（3）根据牛顿第一定律，若水平面绝对光滑，则木块不受摩擦力作用，运动后将保持匀速直线运动．
（4）物体动能的大小无法直接看出，实验是通过观察木块移动的距离来说明铁球对木块做功的多少，用到的是转换法，分析各项得出结论．

解答 解：
（1）实验中研究的是铁球的动能大小，让同一铁球沿斜面的不同高度静止滚下撞击水平板上的木块，这是控制了质量相同，目的是探究物体的动能与速度的关系；
（2）实验中通过观察木块被撞击后移动的距离的大小来间接判断物体动能的大小．
（3）若水平面绝对光滑，则木块不受摩擦力作用，将做匀速直线运动，因此无法显示被推动的距离，不能得出结论．
（4）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，通过观察木块移动的距离来说明铁球对木块做功的多少，用到了转换法；
①用“伽利略斜面小车实验”得出牛顿第一定律，是在实验的基础上，经过推理的方法得出的，①不符合题意；
②磁场方向无法看到，通过小磁针的指向判断磁场方向，用小磁针研究磁场方向运用的是转换法；②符合题意；
③分子的运动是看不到的，用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的，用到的是转换法，③符合题意；
④电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可以通过观察电路中的灯泡是否发光去确定，用到转换法，④符合题意；
⑤研究光的直线传播时引入“光线”，用的是模型法，⑤不符合题意．
故答案为：（1）铁球；速度；（2）木块移动的距离；（3）不能；木块将永远运动下去，无法显示被推动的距离；（4）②③④．

点评 该题考查了转换法、控制变量法等研究方法在探究实验中的应用，在平时做实验时要多观察，多思考．