Question

15．小华为了探究物体动能的大小与质量、速度的关系，设计了如图甲、乙所示的实验．

实验甲：质量相同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
实验乙：质量不同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
（1）实验中采用A（选填序号A．从同一高度由静止开始下滑　　B．从不同高度由静止开始下滑）方法，使得质量不等的两个小球到达水平面时的速度相同．
（2）要探究物体动能的大小与速度的关系应选用甲图．（填“甲”、“乙”）
（3）甲、乙两组实验可以得出的结论是物体的动能与物体的质量与速度有关，速度越大、质量越大，物体的动能越大．
（4）这个实验中，利用木块被碰撞后移动的距离大小来比较物体的动能大小．下列实例中与此实验方法相同的有②③．（填编号）
①认识电流大小时，用水流进行类比
②用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的
③用酚酞试液滴入溶液变红色来判断溶液呈碱性
④研究磁场时，引入了磁感线来描述磁场．

Answer 1

分析 （1）小球的速度是通过球起始点的高度来体现的，高度越高，速度越大；
（2）（3）掌握控制变量法在实验中的应用：要探究动能与速度的关系，需保持物体的质量相等，速度不同，所以使同一小球从不同的高度滚下；要探究动能与质量的关系，需保持物体的速度相等，质量不同，所以使质量不同的小球从同一高度滚下；
（4）掌握转换法在实验中的应用：实验中通过木块被小球推动的距离来反应小球动能的大小；

解答 解：
（1）小球的速度是通过球滚落的起始点的高度来控制的，起始点的高度相同，速度就相同．所以选用A方法；
（2）要探究物体动能的大小与速度的关系，需保持物体的质量相等，速度不同，甲图让同一小球从不同的高度滚下，可以探究动能与速度的关系；
乙图中，让质量不同的小球从同一高度滚下，所以是探究动能与质量的关系；
（3）由图甲知，小球的质量相等，小球滚下的高度越大，到达底面的速度越大，则将木块推动的越远，说明具有的动能越大，可得当物体的质量相等时，物体的速度越大，动能越大；
由图乙知，质量不同的小球从同一高度滚下，速度相等，小球的质量越大，木块被推动得越远，说明动能越大，可得当物体的速度相等时，物体质量越大，动能越大；
所以甲、乙两组实验可以得出的结论是物体的动能与物体的质量与速度有关，速度越大、质量越大，物体的动能越大；
（4）实验中利用木块被碰撞后移动的距离大小来比较物体的动能大小，属于转换法的思想，采用这个研究方法的还有研究分子的扩散现象和用酚酞试液滴入溶液变红色来判断溶液呈碱性，即②③；①是类比的方法；④是研究磁场时，引入了磁感线来描述磁场是建立模型法．
故答案为：（1）A；（2）甲；（3）物体的动能与物体的质量与速度有关，速度越大、质量越大，物体的动能越大；（4）距离大小；②③．

点评 本题考查影响物体动能大小的因素，用控制变量法研究动能大小的影响因素，用转换法表示动能的大小．