Question

5．（1）在“探究物体动能大小与物体的速度、质量关系”的实验中，让小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击水平木板上的木块．如图所示．
①实验的研究对象是小车，甲、乙两次实验中，木块受到的滑动摩擦力分别为f_甲、f_乙，则f_甲=f_乙；（填“＞”“=”或“＜”）
②小车放置的位置越高，木块被撞击得越远．研究表明：当质量一定时，物体动能的大小与物体的速度有关．
（2）小明由上面的实验想到了上学途中骑自行车经过一段上坡路时发生的现象：车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长 （填“长”或“短”）．这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中增加的重力势能就越大．

Answer 1

分析 （1）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；摩擦力的大小取决于压力和接触面的粗糙程度，如果压力和接触面的粗糙程度没有改变则物体运动时的摩擦力就没有改变；
该实验利用了控制变量法和转换法，同一小车保证了质量相同，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．
（2）车子上坡的过程是一个将动能转化为重力势能的过程，转化出的重力势能的多少决定于物体具有动能的多少．

解答 解：（1）本实验研究的是小车，由于是质量不同的小车分别从同一斜面上的同一高度由静止开始下滑，因此探究的是小车的动能与物体质量的关系；甲、乙两次实验木块移动过程中因没有改变木块和接触面，所以受到的摩擦力相同，即f_甲=f_乙．
让小车从斜面的不同高度滑下，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，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：当质量一定时，物体动能的大小与物体的速度有关．
（2）车子上升时将动能转化为重力势能，车子的速度越大，动能就越大，从而有更多的动能转化为重力势能．所以上升的高度就越高．
故答案为：（1）①小车；=；②质量；速度；（2）长；重力势能．

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．