Question

5．小明猜想：动能的大小可能与物体的质量与物体的速度有关，因此，他设计了如下两种实验方案：
A．让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰（如图甲所示）．
B．让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰（如图乙所示）．
上述两种实验方案中：

（1）A方案是为了探究动能大小与速度的关系．该方案中，让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，从而改变小车到达斜面底端速度，从能量转化的角度来看，这样做的理论依据是小车的重力势能转化为小车的动能．
（2）实验中可以通过比较木块被撞击后移动的距离，来比较碰撞前小车动能大小，理论依据是木块被撞击后移动的距离越远，小车的动能越大．
（3）B方案是探究动能大小与质量的关系，该方案是否合理？不合理；理由是没有控制速度相同．
（4）B方案中能比较碰撞前小车动能大小（选填”能”或者不能）．

Answer 1

分析 （1）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）小车的动能多少决定了木块运动距离的长短．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；
（3）该实验利用了控制变量法，如果探究动能大小与质量的关系，必须保证运动速度相同，应该使小车从斜面的相同高度滑下．

解答 解（1）实验中，让小车处在不同的高度，反映了速度不同，这样设计的目的是为了研究动能与速度的关系；该方案中，让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，从而改变小车到达斜面底端速度，从能量转化来看，这样做的理论依据是小车的重力势能转化为小车的动能；
（2）实验中可以通过比较木块被撞击后移动的距离，来比较碰撞前小车动能的大小，理论依据是木块被撞击后移动的距离越远，小车的动能越大；
（3）要探究大小与质量的关系，应该控制小车的速度相同，让小车从斜面的同一高度滑下．故B方案不合理；
（4）因为实验中是通过比较木块被撞击后移动的距离，来比较碰撞前小车动能的大小的，故B方案中能比较碰撞前小车动能大小；
故答案是：（1）速度；小车的重力势能转化为小车的动能；（2）木块被撞击后移动的距离；木块被撞击后移动的距离越远，小车的动能越大；（3）不合理；没有控制速度相同；（4）能．

点评 本题是一道探究题，探究动能大小与什么因素有关，根据控制变量法的思路可找到答案，在得出结论时，要注意条件．