Question

17．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）实验是通过纸盒在水平面上移动距离大小，说明小球对纸盒做功的多少，从而判断小球动能的大小
（2）选用图甲探究的是动能与运动速度的关系，得出的结论是：物体质量一定时，运动速度越大，动能越大．
（3）乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使小球到水平面的速度相同．
（4）物理研究方法有许多，如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法；本实验中运用了两种研究方法，一是控制变量法；二是转换法．

Answer 1

分析 ①将小球动能的大小通过纸盒移动的距离来反映，是一种转换的思想；
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，要让小球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同；
当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一小球，这样可以保证小球的质量相同．

解答 解：（1）动能大小体现在对外做功的多少，可以通过纸盒移动的距离来比较动能的大小；
（2）图甲让同一小球沿斜面的不同高度静止滚下撞击水平板上的纸盒，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）乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使小球到水平面的速度相同．
（4）该实验中运用了控制变量法和转换法．
故答案为：（1）纸盒在水平面上移动距离大小；（2）运动速度；物体质量一定时，运动速度越大，动能越大；（3）使小球到水平面的速度相同；（4）控制变量法．

点评 此类实验题目是考查对控制变量法和转换法的掌握情况，及如何正确的对实验现象进行分析，归纳出正确的结论．