Question

【题目】某同学在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中，设计了图甲所示的实验方案，并进行了如下的实验：

步骤l：让钢球从斜面A点由静止开始下滑，到达水平面时速度为v1，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s1；

步骤2：让钢球从斜面B点由静止开始下滑，到达水平面时速度为v2，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s2

步骤3：改变钢球的质量让钢球从A点由静止开始下滑，撞击木块使木块移动，记下木块移动的距离s3．

（1）比较v1、v2，可知vl_____v2（＞/＜/=），原因：钢球的重力势能越大，转化为钢球的_____能越大。

（2）设计步骤l和步骤2的目的是探究动能与_____的关系。

（3）比较步骤_____和步骤3可以探究动能大小和物体质量的关系。

（4）钢球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，如图甲所示，设木块克服摩擦力所做的功为W，钢球与木块碰撞前的动能为Ek，则Ek_____W（＞/＜/=）。

（5）实验结束后，该同学拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，如图乙所示，根据此现象，小刚得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理。_____（合理/不合理）

Answer 1

【答案】大于 动能 速度 1 > 合理

【解析】

（1）动能大小与物体的质量和速度有关；（2）探究动能大小和物体速度的关系，需控制质量相同，改变物体的速度；（3）探究动能大小和物体质量的关系，需控制速度相同，改变物体的质量；（4）物体在运动过程中克服摩擦做功，自身能量减小；（5）探究动能大小与速度的关系，应控制质量相同，改变物体的速度；

(1)A点高于B点,同一钢球在A点处具有的重力势能大于在B点处的重力势能;钢球从斜面上向下滚动时,重力势能转化为动能,所以钢球从A点释放时,滚动到水平面时的动能较大,速度也较大,即vl>v2 (2)在步骤1和步骤2中，物体的质量相同，速度不同，因此是在质量相同的情况下，探究动能与速度的关系；

(3) 步骤1和步骤3控制钢球在斜面上的初始位置相同，滚动到水平面上的速度相同，改变钢球的质量，则是在速度相同的情况下，探究动能与质量的关系；

（4）小球到达水平面时具有动能,推动木块运动时,一部分动能转移给木块使木块运动,一部分克服摩擦,转化成内能,故则E1>W；

(5)相同的表面对小球的阻力是相同的，通过观察小球滑行到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小，即球滑行到静止的距离越大，小球的动能越大；可以得出动能与速度的关系，该实验方案正确；