Question

4．在初中物理学习中，我们曾用斜面做过多次探究实验，如图甲是利用斜面“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一小车A从斜面上不同的高度由静止滑下，碰到同一木块B上．

（1）实验中是通过观察木块被推动的距离的大小，从而判断小车动能大小的，这种研究问题的方法称为转换法．
（2）设计甲实验的目的是研究小车动能的大小与速度的关系，得出的结论是：物体质量一定时，速度越大动能越大．
（3）在进一步实验探究时发现，质量和速度都是影响动能大小的因素．那么，物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？小明查阅了相关资料，收集了一些物体的动能（如表所示），结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是速度．

一些物体的功能E/J
行走的牛	约160
人骑自行车	约 800
飞行的步枪子弹	约5000

（4）图乙为某段道路的限速标志牌，请结合所学知识解释：
①对机动车限定最高行驶速度：质量一定，速度越快动能越大．
②对不同车型限定不一样的最高行驶速度：速度相同时，质量越大动能越大．
（5）用图甲装置和器材探究“阻力对物体运动的影响”实验，必须增加的器材是B（请从以下三个选项中选择）．
A．倾斜程度不同的斜面    B．粗糙程度不同的水平面    C．质量不同的钢球．

Answer 1

分析 （1）实验中小车的动能大小通过比较小车推动木块距离的远近来反映，是转换法的运用；
（2）动能的大小与物体的质量和速度有关，探究动能与质量关系时，控制速度不变；探究动能与速度关系时，控制质量不变．
（3）通过物体质量、速度和动能的倍数关系得出结论；
（4）对机动车的行驶速度进行限制，可用影响动能的因素分析，由于动能与质量和速度有关，对于质量较大的车，允许的速度就比质量较小的车的速度低；
（5）探究阻力对物体运动的影响，实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小，据此进行分析．

解答 解：（1）探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体验，所以通过小球对木块外做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小，用到的是转换法；
（2）甲图中实验中让同一小球从同一个斜面上不同的高度由静止开始运动，“同一小球”控制了小球的质量不变，“不同高度”小球的高度不同，运动的速度也就不同，因此该实验探究的是小球动能与速度的关系．物体动能大小与速度的关系是：物体质量一定时，速度越大动能越大；
（3）子弹的质量很小，约是人质量的$\frac{1}{6000}$，子弹的速度只是人骑自行车速度的80倍，而它们的动能却差不多，说明速度对物体动能的影响更大．
（4）①机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；
②在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同；
（5）探究阻力对物体运动的影响，需要比较小车在不同表面上运动的距离，据此可知必须增加的器材是粗糙程度不同的水平面，故B正确．
故答案为：（1）木块被推动的距离；转换；（2）速度；物体质量一定时，速度越大动能越大；（3）速度；（4）①质量一定，速度越快动能越大；②速度相同时，质量越大动能越大；（5）B．

点评 动能的决定因素有两个：质量和速度．要研究物体的动能与物体的质量和速度的关系时，要从控制变量法的思路入手分析．注意解本题时，要把握转换法和控制变量法的运用．