题目内容
3．利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”．将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止．图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA＜mB）．
（1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置．这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关．
（2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：速度相同时，物体质量越大，动能越大．
（3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度小于（填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度．图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：质量相同时，物体速度越大，动能越大．
（4）有同学在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块．该实验方案是否可行？答：不可行，若他按此方案操作，他会看到的现象是：木块最终移动距离相同．
分析 （1）比较甲乙两图的速度和质量的关系便可得出结论；
（2）木块被撞出得远，说明小球的动能大，根据动能大小和质量大小比较，得出动能和质量的关系；
（3）比较乙丙两图速度的大小，根据小球被撞得距离比较出动能的大小，从而得出结论；
（4）结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求．
解答 解：
（1）甲乙两图中，小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关；
（2）mA＜mB，两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体质量越大，动能越大；
（3）乙丙两图，小球的质量相同，θ1＜θ2，所以丙图小球的速度更大；图丙中木块C滑行得更远些，说明质量相同时，物体的速度越大，动能越大；
（4）观察图丁的装置可知，若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验目的．
故答案为：（1）质量；（2）速度相同时，物体质量越大，动能越大；（3）小于；质量相同时，物体速度越大，动能越大；（4）不可行；木块最终移动距离相同．
点评 此题是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验，实验装置与以往的课本装置不同，采用悬挂的小球做实验，实验更容易操作，同时考查了学生根据实验现象得出结论的能力．
练习册系列答案
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