Question

6．为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为h_A、h_B、h_C的位置滚下（m_A=m_B＜m_c，h_A=h_C＞h_B），推动小木块运动一段距离后停止．请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答：
（1）在图甲和图丙实验中，A球、C球刚滚到水平面时的速度相等．（选填“相等”或“不相等”）
（2）小球推动小木块运动的距离越大，表示安全隐患越大．（选填“越大”、“不变”或“越小”）（3）用来研究超载安全隐患时，我们应选择A、C两个图所示实验进行比较．
（4）用来研究超速安全隐患时，我们应选择A、B两个图所示实验进行比较．
（5）实验中，小球碰撞木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑动一段距离后停下，设碰撞前一瞬间小球的动能为E_o，木块克服摩擦力所做的功为W，则E_o＞W（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（6）将实验改装成用形状相同的塑料球和铁球（铁球质量大）将弹簧压缩到相同程度后再放手．（见图丁开弹簧时的速度不相同，纸盒被推开的距离相同（以上两空均选填“相同”“不相同”）

Answer 1

分析 （1）实验中为使小球运动到水平面时的速度相同，让小球从同一高度处由静止滚下；
（2）实验中运用转换法来研究小球动能的大小，即观察小球撞击木块移动的距离远近，安全隐患越大；
（3）动能大小的影响因素：质量和速度；由控制变量法，速度一定时，质量越大，动能越大．
（4）由控制变量法，质量一定时，速度越大，动能越大；
（5）木块滑动过程中，克服摩擦力做功；
（6）小球的动能大小是通过木块被撞移动的距离来体现的．

解答 解：（1）小球从同一高度释放，运动到水平面时，它们的速度相等；
（2）实验中通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离，来比较小球动能的大小．在同样的平面上木块被撞得越远，小球的动能就越大，安全隐患越大；
（3）超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大．选择到达水平面的速度相等，质量不同的AC小球进行实验．
（4）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大．选择质量相等到达水平面速度不同的AB小球．
（5）球与木块碰撞的过程中，球对木块做功，做功的大小小于球最初的动能；木块在运动过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，即木块克服摩擦做的功等于木块的动能大小，也就是小于碰撞前小球的动能；
（6）用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，两小球的质量不同，所以速度不同，但由于动能相同，对纸盒做的功应相同．
故答案为：（1）相等；（2）越大；（3）A、C；（4）A、B；（5）＞；（6）不相同、相同．

点评 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；采用控制变量法研究实验时，一定注意相同因素和不同因素；掌握能量的转化，此题中由于弹簧的弹性势能相同，所以小球的动能相同，做功相同，此处是难点．