Question

6．为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验，将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为h_A、h_B、h_C的位置滚下（m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答：

（1）用来研究超速安全隐患时，需要控制质量相同，实验时应选择甲、乙两个图所示实验进行比较；
（2）用来研究超载安全隐患时，应选择甲、丙两个图所示实验进行比较，通过这个实验得到的结论是物体的速度相同时，质量越大，动能越大．
（3）在这三次实验中，是通过木块被推动的距离显示安全隐患的大小，用到这种方法的实验还有通过看到乒乓球的跳动而知道音叉在振动（合理即可）．

Answer 1

分析 （1）（2）动能大小的影响因素：质量和速度．质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大．对照图示，结合控制变量法进行解答．
（3）实验中运用了转换法来研究小球动能的大小，即观察木块被推动的距离的远近；在初中物理实验中，用到转换法的例子比较多，可从声学、力学、热学和电学实验举例．

解答 解：
（1）超速是指汽车的质量一定，速度过快；
研究超速安全隐患时，应控制小球的质量相同，而小球到达水平面速度不同（下滑的高度不同），由图可知，应选择甲、乙两图所示实验进行比较；
（2）超载是指汽车的速度一定，质量过大；
研究超载安全隐患时，应控制小球到达水平面的速度相同（下滑的高度相同），而小球的质量不同，由图可知，应选择甲、丙两图所示实验进行比较；
由题意和图示可知，C球的质量大，撞击木块时木块移动的距离远，则C球的动能大，故可以得出结论：物体的速度相同时，质量越大，动能越大．
（3）在这三次实验中，安全隐患的大小（即小球动能的大小）无法直接判断，是通过木块被推动的距离来间接判断小球动能的大小，所用方法为转换法；
在初中物理实验中，用到转换法的例子比较多，如：通过看到乒乓球的跳动而知道音叉在振动，通过磁铁吸引铁钉的多少来显示磁铁的磁性强弱，通过煤油的升温显示电热的多少等等．
故答案为：（1）质量；甲、乙；
（2）甲、丙；物体的速度相同时，质量越大，动能越大；
（3）木块被推动的距离；通过看到乒乓球的跳动而知道音叉在振动（合理即可）．

点评 本题考查了探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验，实验应用了转换法和控制变量法，掌握转换法与控制变量法的应用、分析图示实验即可正确解题．