Question

2．在探究“物体的动能与质量和速度是否有关”实验中，小明先探究“物体的动能与质量是否有关”，所用的器材有：一个用长木板搭成的斜面、三个质量不同的实心铁球、一个木块．各器材的组装示意图如图1所示．

①如图1，每一次实验时都应将铁球从同一斜面的同一高度处由静止释放，通过观察比较木块移动的距离来判断铁球动能大小．
②小雨对小明的实验方案进行改进：不用木块，在木块的位置上固定一个面积较大的挡板，在挡板前面贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图2所示，每次实验后都要换上另一块相同的橡皮泥，通过观察比较橡皮泥的形变程度来判断铁球动能大小．此外，他还需要调整金属球的体积相同．

Answer 1

分析 （1）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，若要研究动能大小与质量的关系，应控制其运动的速度相同；
动能的大小通过观察木块移动的距离、橡皮泥的形变程度来反映出来
（2）改进实验装置后，是通过橡皮泥的凹陷程度反映小球动能的大小；原来三个质量不同的实心铁球，其体积、撞击橡皮泥时的接触面积不同，橡皮泥的凹陷程度不容易准确判断，故需要控制小球的体积相同（即撞击橡皮泥时的接触面积相同），而小球的质量不同，据此解答．

解答 解：
（1）根据实验的要求可知，从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面速度相同，该实验的目的是研究铁球的动能大小与质量的关系；
实验中，是通过观察铁球推动木块移动的距离的大小，来说明铁球对木块做功的多少，从而判断出球具有的动能的大小，这是转换法的运用；
（2）每次实验后都要换上另一块相同的橡皮泥．这样，铁球动能的大小又可以通过橡皮泥的形变程度来间接反映；
实验时要多次试验，以便得出普遍规律．如图2所示，每次实验后都用同一铁球，这是不合理的，要换成3个体积完全相同，质量不同的其他金属球．
故答案为：（1）同一高度；木块移动的距离；（2）橡皮泥的形变程度；金属球的体积．

点评 本题考查了探究动能大小影响因素的实验，除考查控制变量法的转换法的运用外，最后通过一个对实验进行改进是本题的新颖之处，需要我们认真分析．