Question

4．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不同高度处开始向下运动，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．上述实验中：图甲探究的是动能与速度的关系，得出的结论是：质量相同，速度越大，动能越大．
（2）在做完探究“动能的大小与什么因素有关”的实验后，小华提出了这样一个问题：
“如果改变斜面的长度，仍使小球从同一高度滚下，小球的动能变不变呢？”
“当然不变了，”同桌小明立刻回答说，“因为高度并没有变．”
“可毕竟斜面的坡度变了呀!斜面的坡度对动能有没有影响呢？”小红说．
“做一做实验不就知道了吗？”
于是他们准备利用身边的实验器材，通过实验进行探究．他们还为这个探究活动设计了一个探究报告，以下就是这个探究报告的框架．在报告中有的地方没有填写，请你帮助他们尽可能地完善．
探究课题：同一钢球在不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下，到达斜面底端的动能是否相同？
猜想：尽管斜面的坡度不同，只要钢球从相同高度的位置开始滚下，到达斜面底端的动能是相同的．
实验器材和实验装置如图乙所示．
实验步骤：同一钢球在三个不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下，观察钢球在水平面上运动的距离是否相等．
（3）预测：如果实验结论与猜想一致，则在实验中应该看到的现象是：纸盒被撞击后移动的距离相同．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）研究物体动能的多少与斜面的坡度的关系，就要保证斜面的坡度不同，质量速度相同．作对比实验．由此入手来设计实验步骤．
（3）动能的多少是通过是通过木块移动的距离的多少来体现的．若与坡度无关，即动能相同，所以，木块移动的距离相同．

解答 解：（1）图甲，让质量相同的小球沿斜面的不同高度由静止滚下，撞击水平板上的木块，这是控制了质量相同，目的是探究物体的动能与运动速度的关系，能得出的结论是：当物体的质量相同时，速度越大动能越大；
（2）研究物体动能的多少与斜面的坡度的关系，就要保证斜面的坡度不同，同一个球质量相同，同一高度，速度相同．作对比实验．
实验步骤：同一钢球在三个不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下，观察钢球在水平面上运动的距离是否相等．
（3）实验现象：同一钢球三次在水平面上撞击木块时，木块运动的距离相等．
故答案为：（1）速度；质量相同，速度越大，动能越大；
（2）同一钢球在三个不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下，观察钢球在水平面上运动的距离是否相等；
（3）纸盒被撞击后移动的距离相同．

点评 解决此类问题要会利用控制变量法和转换法，探究影响动能的大小因素，是中考探究实验考查的重点，设计实验时，要考虑到质量和速度这两个因素．