Question

13．小红在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中设计了如下两种方案：
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，钻入并推动左侧开口的纸盒运动一段距离，比较纸盒在水平面上移动的距离（如图甲所示）．
B．让不同质量的小车分别从同一斜面的相同高度由静止开始下滑，钻入并推动左侧开口的纸盒运动一段距离，比较纸盒在水平面上移动的距离（如图乙所示）．

（1）实验中是通过观察木块移动的距离来知道小车动能大小的．
（2）实验中的研究对象是小车（选填“小车”或“纸盒”）．
（3）A方案是为了探究动能大小与速度关系，得到的结论是质量一定时，动能大小与速度有关，速度越大，动能越大．
（4）小红想用B方案探究动能大小与质量的关系，该方案是否合理？不合理，理由是纸盒滑行时所受的摩擦力未控制相同．

Answer 1

分析 （1）动能的大小用小车推动木块的远近来表示，推木块越远，动能越大．这种方法叫转换法．
（2）动能的决定因素有两个：质量和速度．让同一小车从不同的高度滚下，是采用控制变量法控制质量一定而速度不同，从斜面越高的位置滚下，小车到达斜面底端的速度就越大．质量一定时，速度越大，动能就越大．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）小车对木块做功的多少反映球的动能多少，而做功的多少可由木块被推开距离的远近来确定，木块被推出的距离越远，这说明小车运动的速度越大，它具有的动能越大；
（2）实验中的研究对象是小车；
（3）A实验方案中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．探究的是动能与速度的关系．
（4）要探究动能大小与质量的关系，应该控制小车的速度相同，同时还要控制纸盒滑行时受的摩擦力相同，即在相同的平面上滑行；让小车从斜面的同一高度滑下，方案B没有控制纸盒滑行时所受的摩擦力相同，所以该方案不合理．
故答案为：（1）木块移动的距离；
（2）小车；
（3）速度；质量一定时，动能大小与速度有关，速度越大，动能越大；
（4）不合理；纸盒滑行时所受的摩擦力未控制相同．

点评 该实验采用的物理研究方法有转换法和控制变量法，尤其是控制变量法，因为影响动能大小的因素有质量和速度，所以在探究一个因素时，必须保证另一个影响因素不变．