Question

【题目】某同学在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中，设计了图甲所示的实验方案，并进行了如下的实验：

步骤l：让钢球从斜面A点由静止开始下滑，到达水平面时速度为v1，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s1；

步骤2：让钢球从斜面B点由静止开始下滑，到达水平面时速度为v2，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s2

步骤3：改变钢球的质量让钢球从A点由静止开始下滑，撞击木块使木块移动，记下木块移动的距离s3．

（1）比较v1、v2，可知vl___________v2（＞/＜/=），原因：钢球的重力势能越大，转化为钢球的____________能越大。

（2）设计步骤l和步骤2的目的是_______________________。

（3）钢球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，如图甲所示，设木块克服摩擦力所做的功为W，钢球与木块碰撞前的动能为Ek，则Ek______________W（＞/＜/=）。

（4）下列实例中与此实验比较物体动能大小的方法相同的有（________）

A．认识电流大小时，用水流进行类比；

B．用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的；

C．探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应控制接触面粗糙程度相同；

（5）实验结束后，该同学拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，如图乙所示，根据此现象，小刚得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理。________________（合理/不合理）

（6）为了让质量不同的甲、乙两球获得相同的初速度，有同学认为可以不用让两球都从同一斜面的同一高度处滚下，而是设计了如丙图装置，只要每次让两球压缩弹簧到同样的形变程度后自然释放即可．不考虑各种能量损耗，该方法________（合理/不合理）．

Answer 1

【答案】> 动 探究动能大小与速度的关系 > B 合理 不合理

【解析】

(1)[1][2]A点高于B点，小球在A点处具有的重力势能大于在B点处的重力势能， 钢球的重力势能越大，转化为钢球的动能越大，所以当同一小球滑下时，v1大于v2；

(2)[3]在步骤1和步骤2中，物体的质量相同，速度不同，因此是在质量相同的情况下，探究动能与速度的关系；

(3)[4] 小球到达水平面时具有动能，推动木块运动时，一部分动能转移给木块使木块运动，一部分克服摩擦，转化成内能，故则Ek>W；

(4)[5]这个实验中，利用物体A推动物体B的距离来比较物体的动能大小，用到的是转换法；

A．认识电流大小时，用水流进行类比，用的是类比法，不符合题意；

B．用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的，用的是转换法，符合题意；

C．研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应控制接触面粗糙程度相同，用的是控制变量法，不符合题意；

(5) [6]相同的表面对小球的阻力是相同的，通过观察小球滑行到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小，即球滑行到静止的距离越大，小球的动能越大；可以得出动能与速度的关系，该实验方案合理。

(6)[7]两球压缩弹簧到同样的形变程度后，弹簧具有的弹性势能相同，则转化成的动能也相同，所以两个质量不同的小球动能相同，速度会不同，因此该方案不合理。