题目内容

19．如图1是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图．其中，mA=mB＜mC，hA=hC＞hB．

表面毛巾棉布木板
摩擦力最大较大最小
小车运动距离最近较远最远
（1）实验中，探究的动能是指B（填序号）
A．小球在斜面上时的动能       B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能       D．木块的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与速度的关系．
（3）小华同学通过比较图1中B、C两图，得出“质量大的物体动能大”，小丽认为小华的这一比较过程存在错误，你知道错误是什么吗？没有控制速度相同．
（4）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小华设计了如图2所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等．
（5）完成实验后，同学们还联想到以前探究牛顿第一定律时，也用到了斜面：让小车从同一斜面同一高度下滑，在不同的表面看滑行的距离远近（如上表），最终停下来后，小车在三个表面克服摩擦力做功是否相等相等，（选填“相等”或“不相等”）理由是最初小车的重力势能相等，刚下滑到水平面时动能相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，在三个表面克服摩擦力做功相同．

分析 （1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；
（2）小球速度的大小是通过改变小球在斜面上的高度实现的，小球动能的大小是通过物体被推动移动的距离体现的；
（3）影响动能大小的因素有物体的质量与速度，因此，在探究和分析结论时，一定要注意控制变量法的运用，并据此得出结论．
（4）通过运动和静止的相对性分析即可判断；
（5）直接比较小车在三个表面上克服摩擦力做功是否相等不好确定，可根据重力势能大小关系及能量的转化分析．

解答 解：
（1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故选B；
（2）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；
使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系；
（3）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度滚下，而BC两图没有让小球从同一高度滚下，没有控制小球的速度相同，所以小华的这一比较过程存在错误．
（4）让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等．
（5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相同．
故答案为：（1）B；（2）速度；（3）没有控制速度相同；（4）静止；（5）相等；最初小车的重力势能相等，刚下滑到水平面时动能相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，在三个表面克服摩擦力做功相同．

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，最后一问有难度．直接比较大小不易出出答案，要从能量转化角度分析．

练习册系列答案
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