题目内容

2．利用如图所示装置进行“探究动能大小的影响因素”实验．用细绳将小球悬挂起来．拉起小球，当细绳与竖直方向成θ角后松手，小球撞击水平木板上的木块，记下木块移动的距离s．改变θ角的大小和小球质量，重复实验．记录如表：
实验次序细绳与竖直方向夹角θ/°小球质量m/g木块移动的距离s/m
1302010
2452022
3602037
4603055
5604074
（1）小球从A点运动到B点的能量转化过程是重力势能转化为动能．物体的动能大小是通过观察木块移动的距离判断的．
（2）1、2、3次实验的研究问题是：探究物体的动能大小与速度的关系．
（3）由3、4、5次实验数据可得出的结论是物体的速度相同时，质量越大，动能越大．
（4）利用上述实验，同时还可能探究的问题是重力势能与高度的关系．

分析 （1）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大；
（2）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来．这种研究物理问题的方法叫转换法．小球动能的大小不能直接用眼睛观察，而是通过观察小球推动木块所做的功的大小来反映，小球推动木块越远，做功越多；
（3）动能的决定因素有两个：质量和速度，对于这类多因素问题应结合控制变量法进行分析；
（4）通过改变小球下落的高度，可以改变小球的重力势能，通过小球做功的多少来反映重力势能的大小，从而得出结论．

解答 解：
（1）由图可知，小球从A点运动到B点的过程中，高度减小重力势能减小，速度变快，动能增加，重力势能转化为动能．
小球动能大小不能直接测量，而是通过小球推动木块在水平面上移动的距离来反映．采用了转换法．
（2）分析1、2、3次实验可知：同一个小球，细绳与竖直方向夹角越大，小球的高度越大，落回水平面时的速度越大，木块被推动的距离越大，探究的是物体的动能大小与速度的关系．
（3）分析3、4、5次次实验可知：细绳与竖直方向夹角相同，小球的高度相同，落回水平面时的速度相同，质量大的小球把木块被推动的距离越大，说明物体的速度相同时，质量越大，动能越大．
（4）细绳与竖直方向成的θ角不同，则下落的高度不同，通过对木块做功的多少，可以判断小球重力势能的大小，所以该实验可以探究重力势能与高度的关系．
故答案为：（1）重力势能转化为动能；木块移动的距离；（2）速度；（3）物体的速度相同时，质量越大，动能越大；（4）重力势能与高度的关系．

点评 此类实验题目是考查对控制变量法和转换法的掌握情况，及如何正确的对实验现象进行分析，归纳出正确的结论．同时考查了能量间的转化．

练习册系列答案
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