Question

19．如图所示是某同学“探究动能的大小与哪些因素有关的实验装置图．实验中采用的器材有：斜面、金属球、木块、刻度尺等．
①实验中是通过观察木块滑行距离的长短，比较金属球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小；要研究物体的动能跟质量的关系，就要改变物体的质量，同时控制速度不变．具体办法是：换用不同质量的金属球，并让它们从斜面同一高度沿斜面静止滑下．
②某同学利用上述实验装置和（1）的方法探究“动能的大小与质量”的关系，将不同质量的小球从斜面上同一高度由静止滑下，记录数据如下表：

钢球的质量m/g	50	100	150	200	250
木块滑行距离S/m	0.12	0.24	0.36	0.48	0.60

根据以上实验数据可得出：在速度相同的条件下，物体动能的大小与质量的关系是成正比关系．
③同学们为了进一步探究质量和速度谁对动能的影响较大时，他们借助速度传感器和其他仪器，通过探究得出了表一、表二两组数据：分析这两组数据可知：速度对物体的动能影响较大． 其理由是质量增加到原来的2倍，动能增加为原来的2倍，速度增加到原来的2倍，动能增加为原来的4倍．
表一（钢球撞击时的速度为v=8cm/s）

序号	钢球质量m/g	木块滑行距离S/cm
1	100	10
2	200	20
3	300	80

表二（钢球质量为m=100g）

序号	钢球撞击速度v/cm．s-1	木块滑行距离S/cm
1	8	10
2	16	40
3	24	90

Answer 1

分析 （1）动能的大小不能直接比较大小，通过小球推动木块移动的距离来反映，推的越远，动能越大．这种方法是转换法．
（2）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大．
（3）利用控制变量法研究动能大小的影响因素．

解答 解：①实验中是通过观察木块被推动移动的距离长短，比较金属球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小；
要研究物体的动能跟质量的关系，采用控制变量法，就要改变物体的质量，同时控制速度不变，不同质量的物体从同一高度下滑时，下滑到水平面的速度相同．实验时，采用不同质量的金属球从同一高度下滑．
②根据表格的实验数据可得出：在速度相同的条件下，质量变为2倍，木块滑行距离变为2倍，动能变为2倍，即物体动能的大小与质量成正比；
③表一中速度一定时，质量增大到原来的2倍、3倍，动能增大到原来的2倍、3倍．表二中质量一定时，速度增大到原来的2倍、3倍，动能增大到原来的4倍、9倍．可见速度对动能影响比较大．
故答案为：①木块滑行距离的长短；不同质量的金属球；斜面同一高度；②成正比；③速度；质量增加到原来的2倍，动能增加为原来的2倍，速度增加到原来的2倍，动能增加为原来的4倍．

点评 （1）掌握用控制变量法和转换法研究动能大小的影响因素．
（2）掌握动能大小的影响因素．
（3）学会利用实验数据分析实验结论．