题目内容

(2010?金山区二模)某小组同学通过学习,知道了动能与质量和速度有关,他们想进一步探究动能与质量、速度之间的定量关系,于是用不同质量的实验小车去撞击同一木块,实验时利用了DIS装置精确地测出了小车撞击木块时的速度.小车撞击木块后和木块一起向前滑动,测量出木块滑动的距离,记录的实验数据如下表前四列所示.为了进一步探究动能与所测物理量间的数值关系,他们进行了适量的运算,将结果记录在表的最后两列中.
表一
实验
序号
小车质量m(千克) 小车速度v(米/秒) 木块滑动距离s(米) m2
(千克2)
v2
(米2/秒2)
1 0.20 0.7071 0.2 0.0400 0.5000
2 0.40 0.5000 0.2 0.1600 0.2500
3 0.80 0.3536 0.2 0.6400 0.1250
表二
实验
序号
小车质量m(千克) 小车速度v(米/秒) 木块滑动距离s(米) m2
(千克2)
v2
(米2/秒2)
4 0.20 1.0000 0.4 0.0400 1.0000
5 0.40 0.7071 0.4 0.1600 0.5000
6 0.80 0.5000 0.4 0.6400 0.2500
表三
实验
序号
小车质量m(千克) 小车速度v(米/秒) 木块滑动距离s(米) m2
(千克2)
v2
(米2/秒2)
7 0.20 1.4142 0.8 0.0400 2.0000
8 0.40 1.0000 0.8 0.1600 1.0000
9 0.80 0.7071 0.8 0.6400 0.5000
(1)小组同学是通过比较表格中的
木块滑动距离
木块滑动距离
来比较小车的动能大小的.
(2)分析比较实验次数
1与4与7(或2与5与8,或3与6与9)
1与4与7(或2与5与8,或3与6与9)
及相关条件,可得出的初步结论是:在小车质量相同的情况下,速度越大,小车的动能就越大.
(3)分析比较实验次数1与5与9,(或2与6或4与8)及相关条件,可得出的初步结论是:
在小车速度相同时,小车的质量越大,动能也越大
在小车速度相同时,小车的质量越大,动能也越大
;通过分析三张表格,你认为
速度
速度
(选填“质量”或“速度”)的改变对动能的改变影响更大些.
(4)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件,并归纳得出结论.
(a)分析比较表一、表二或表三中的数据及相关条件,可初步得出:
小车的质量与速度的平方的乘积相同时,小车动能相同
小车的质量与速度的平方的乘积相同时,小车动能相同
;
(b)分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件,可初步得出:
小车的质量与速度的平方的乘积不同时,小车动能不同,且乘积越大,小车的动能也越大.
小车的质量与速度的平方的乘积不同时,小车动能不同,且乘积越大,小车的动能也越大.
.
分析:(1)实验中用运动的小车撞击同一木块来研究小车动能,小车动能的大小是通过对木块做功的多少,也就是木块在小车撞击下滑动的距离来体现的.
(2)研究小车的动能与速度的关系,就应该控制小车的质量相同,改变小车的速度,根据木块被推动的距离来分析小车动能的大小.
(3)分析1与5与9,(或2与6或4与8)数据中的相同因素和不同因素,根据木块滑动的距离,结合控制变量法的思想就可得出正确的结论.
(4)根据我们已知的动能影响因素是质量和速度,从表中的相关数据中找出有用信息,得出结论.
解答:解:(1)小车的动能大小反应在它的做功本领上,木块被撞击的越远,说明小车的动能越大,这里采用了转换法的思想.
故答案为:木块滑动距离.
(2)要得出“在小车质量相同的情况下,速度越大,小车的动能就越大”的结论,根据控制变量法的思想,必须控制小车的质量相同,小车的速度不同,符合这一要求的数据有:1与4与7(或2与5与8,或3与6与9).
故答案为:1与4与7(或2与5与8,或3与6与9).
(3)分析1与5与9,(或2与6或4与8)中的数据发现:小车的速度相同,但是小车的质量不同,木块滑动的距离也不相同,小车的质量越大,木块滑动的距离越大,小车具有的动能也就越大,因此可以得出的结论是:在小车速度相同时,小车的质量越大,动能也越大.通过分析三张表格,发现在质量和速度这两个影响动能大小的因素中,速度对动能的影响较大.
故答案为:在小车速度相同时,小车的质量越大,动能也越大;速度.
(4)(a)分析实验1数据可知,质量与速度的平方相乘,即0.20×0.5000=0.01;
分析实验2数据可知,质量与速度的平方相乘,即0.40×0.2500=0.01;
两次实验的质量与速度平方的乘积相等,而小车滑动的距离都是0.2m,说明动能相等,由此可得:当小车质量与速度平方的乘积相同时,小车具有的动能相同.
(b)再分析实验4可知,质量与速度平方相乘,即0.20×1.0000=0.02;
和实验1中质量与速度平方乘积相比,第4次实验比第1次实验的乘积大,而且第四次小车滑动距离更远,说明第4次动能更大,由此可得:小车质量与速度平方的乘积越大,小车具有的动能越大.
故答案为:(a)小车的质量与速度的平方的乘积相同时,小车动能相同;
(b)小车的质量与速度的平方的乘积不同时,小车动能不同,且乘积越大,小车的动能也越大.
点评:考查了采用控制变量法探究影响运动大小的因素,表中数据很多,需要学生从大量的数据中筛选出有用的信息进行分析,考查了学生的数据分析处理能力.
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