Question

16．为了探究物体动能大小与哪些因素有关，某学校科技社的同学们设计了如图1甲、乙所示的实验装置来进行实验．

（1）图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，然后通过木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此你能得到的结论是速度相同时，物体的质量越大，动能越大．
（2）图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B由静止自由释放，然后撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此你能得出结论是质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大．
（3）本实验装置要求水平面应该是粗糙的．（选填“粗糙”或“光滑”）
（4）实验后，同学们联想到在公交事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表．

实验序号	小球的质量m/g	小球自由滚下的高度h/cm	木块被撞后运到的距离s/m
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

（a）为了探究“超载”隐患时，应选择1、3序号的实验进行比较．
（b）为了探究“超速”安全隐患，应选择1、2两个序号的实验进行比较．
分析表格中对应的数据可知：速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重．

Answer 1

分析 （1）分析图甲，两小球的质量不同，可探究动能与质量的关系；
（2）分析图乙，小球滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，可探究动能与速度的关系；
（3）若水平面光滑，则小球和木块将永远不停地运动下去，无法比较小球做功的多少；
（4）a、研究超载危害，应控制速度相等，即小球下滑的高度相同而质量不同，分析表中实验数据，然后答题；
b、研究超速危害，应控制质量相等，使速度不同，分析表格中数据，分析答题；
通过比较质量和速度的相同变化，比较木块被撞后距离的变化，得出结论．

解答 解：
（1）图甲，两小球滚下高度相同，速度相同，两小球的质量不同，探究的是动能与质量的关系，得出的结论是，速度相同时，物体的质量越大，动能越大；
（2）图乙两小球的质量相等，滚下的高度不同，探究的是动能与速度的关系；
图乙中两小球的质量相同，滚下的高度越大，到达水平面的速度越大，将木块推得越远，得出的结论是：质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大；
（3）若水平面光滑，则小球碰撞木块后，二者将不停地运动下去，无法通过小球推动木块的距离比较其动能的大小，所以应选择粗糙的水平面；
（4）a、研究超载隐患时，应控制小球下滑的高度相同而质量不同，由表中实验数据可知，应选择1、3所示实验进行比较；
b、研究超速隐患时，应控制小球的质量相同而速度不同，需让质量相同的小球从不同高度滚下，由表中实验数据可知，应选择1、2所示实验进行比较；
由表中实验数据可知，小球速度或质量增大相同倍数情况下，木块被推动的距离变化更大，可知在同等条件下超速带来的安全隐患更大一些．
故答案为：
（1）速度相同时，物体的质量越大，动能越大；
（2）质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大；
（3）粗糙；
（4）（a）1、3；（b）1、2；速度．

点评 本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法．从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键．