题目内容

3．如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止．
（1）实验中通过观察纸盒被推动距离的大小，来判断小球动能的大小．
（2）实验中为了研究动能大小与质量的关系，需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是让不同质量的小球从斜面的同一高度由静止滚下．
（3）要研究动能与速度的关系，我们应该选择（a）、（c）两图来进行实验．
（4）通过比较分析三次实验，可以得出的结论是物体的动能大小与质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大．

分析 （1）若一个物体能够对外做功，我们就说该物体具有能量，在实验中我们一般将物体具有能量的多少转化为其能对外做功的多少，
故此实验把物体具有动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明小球的动能越大．
（2）实验过程要采用控制变量法，当研究动能大小与质量的关系时，要让钢球沿斜面的同一高度自由滚下，这样保证速度相同，
当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一钢球从不同的高度释放，这样可以保证小球的质量相同；
（3）动能的决定因素有两个：质量和速度，根据控制变量法的思路，去分析解决．要研究动能与质量的关系，必须保证速度相同，而质量不同．
（4）分别比较（a）、（b）和（a）、（c）根据实验现象得出实验结论，然后进行综合分析即可．

解答 解：（1）在该实验中我们用到了转换的方法，即将小球动能的大小转换为其对纸盒做功的多少来比较，
即小球推动纸盒越远，其对纸盒所做的功就越多，具有的动能就越大；反之就越小．
（2）由于动能的大小与质量和速度有关，故想研究动能大小与质量的关系，应控制速度不变，
故只需将不同质量的小球从同一高度由静止释放，比较其推动纸盒所移动的距离大小即可．
（3）要研究动能与速度的关系，必须保证质量相同，而速度不同，由此分析，应该选择（a）、（c）两图来进行实验．
（4）由（a）、（b）两图可知，两个小球的质量相同，让小球从斜面的不同高度滚下，改变的是小球的运动速度，探究动能与运动速度的关系；
实验表明，相同质量的小球，速度越大，推动纸盒越远，表明小球的动能越大．
得出的结论是：小球的质量相同时，速度越大，动能越大；
由（a）、（c）两图可知，两个小球的质量不同，让质量不同小球从斜面的同一高度滚下，速度相同，改变的小球的质量，探究动能与质量的关系；
实验表明，两小球从斜面同一高度下滑，速度相同，质量大的小球推动纸盒的距离远，表明质量大的小球的动能大．
得出的结论是：小球的速度相同时，质量越大，动能越大；
综上所述：物体的动能大小与质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大．
故答案为：（1）纸盒被推动距离；
（2）让不同质量的小球从斜面的同一高度由静止滚下；
（3）（a）、（c）；
（4）物体的动能大小与质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大．

点评 在该题的实验中，重点考查了我们对两种实验方法的理解和运用，一是转换法，二是控制变量法，都是物理研究中常用的方法，值得我们研究和掌握．

练习册系列答案
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次数1234567
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