Question

16．小明为了研究动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图甲、乙实验：
（1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示；
（2）再让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
上述甲、乙两组实验中：
（1）能得出动能与物体质量有关的图及所控制的变量是乙图；滑到斜面底端时球的速度相同；
（2）能得出动能与物体的运动速度有关的图及所控制的变量是甲图；球的质量相同．

Answer 1

分析 实验过程要采用控制变量法，当研究动能大小与质量的关系时，要让钢球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同；
当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一小球，这样可以保证小球的质量相同；
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．

解答 解：（1）当研究动能大小与质量的关系时，让不同的小球沿斜面的同一高度静止滚下撞击水平面上的纸盒，然后比较纸盒滑行的距离；显然乙图中小球滑下的高度相同，小球的质量不同；故乙图探究动能与物体质量的关系，不变的量是小球滑到斜面底端时速度相同；
（2）当研究动能大小与速度的关系时，让同一小球沿斜面的不同高度静止滚下撞击水平面上的纸盒，然后比较纸盒滑行的距离；显然甲图中小球的质量相同，滑下的高度不相同；故甲图探究动能与物体速度的关系，不变的量是小球的质量．
故答案为：（1）乙图；滑到斜面底端时球的速度相同；（2）甲图；球的质量相同．

点评 知道影响动能的大小因素，解决此类问题要会利用控制变量法和转换法．