题目内容

13.小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了如图甲、乙所示的实验,探究动能的大小与哪些因素有关.

(1)让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示.
(2)让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示.
上述甲、乙两组实验中:
①如何比较两小球动能的大小?根据纸盒被撞后移动的距离
为什么可以这样比较?物体的动能越大,对其它物体做功就越多
②选用图甲探究的是动能与速度的关系,得出的结论是:质量相同时,物体的速度越大动能也越大
(3)在做完探究“动能的大小与什么因素有关”的实验后,小华提出了这样一个问题:
“如果改变斜面的长度,仍使小球从同一高度滚下,小球的动能变不变呢?”
“当然不变了,”同桌小明立刻回答说,“因为高度并没有变.”
“可毕竟斜面的坡度变了呀!斜面的坡度对动能有没有影响呢?”小红说.
“做一做实验不就知道了吗?”
于是他们准备利用身边的实验器材,通过实验进行探究.他们还为这个探究活动设计了一个探究报告,以下就是这个探究报告的框架.在报告中有的地方没有填写,请你帮助他们尽可能地完善.
探究课题:同一钢球在不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下,到达斜面底端的动能是否相同?
猜想:尽管斜面的坡度不同,只要钢球从相同高度的位置开始滚下,到达斜面底端的动能是相同的.
①实验器材和实验装置
如图所示.

②实验步骤:让同一小球从不同坡度的斜面同一高度的地方自由释放
③预测:如果实验结论与猜想一致,则在实验中应该看到的现象是:纸盒被撞后移动的距离相等.

分析 (2)小球从光滑斜面上向下运动到水平面上,有了一定的速度,就有动能,小球撞击纸盒,可以通过纸盒在水平面上移动的距离来判断动能的大小;物体的动能越大,对其它物体做功就越多;
(3)研究物体动能的多少与斜面的坡度的关系,就要保证斜面的坡度不同,质量速度相同.作对比实验.由此入手来设计实验步骤.动能的多少是通过是通过木块移动的距离的多少来体现的.若与坡度无关,即动能相同,所以,木块移动的距离相同.

解答 解:(2)①小球因为有动能撞击纸盒,动能越大,纸盒在水平面上移动的距离就越远,所以判断小球动能大小的依据是纸盒在水平面上移动的距离;物体的动能越大,对其它物体做功就越多;
②甲图让同一钢球沿斜面的不同高度静止滚下撞击水平板上的木块,这是控制了质量相同,目的是探究物体的动能与速度的关系,能得出的结论是:当质量一定时,速度越大动能越大;
(3)研究物体动能的多少与斜面的坡度的关系,就要保证斜面的坡度不同,同一个球质量相同,同一高度,速度相同.作对比实验.
实验步骤:同一钢球在三个不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下,观察钢球在水平面上运动的距离是否相等.
实验现象:同一钢球三次在水平面上撞击木块时,木块运动的距离相等.
故答案为:
(2)①根据纸盒被撞后移动的距离;物体的动能越大,对其它物体做功就越多;②速度;质量相同时,物体的速度越大动能也越大;
(3)②让同一小球从不同坡度的斜面同一高度的地方自由释放;③纸盒被撞后移动的距离相等.

点评 解决此类问题要会利用控制变量法和转换法,探究影响动能的大小因素,是中考探究实验考查的重点,设计实验时,要考虑到质量和速度这两个因素.

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