题目内容

11．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面的某一高度处由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示．请回答下列问题：（h1＞h2；m1＞m2）

（1）实验中通过观察木块移动距离 的大小，来判断小球动能的大小，这种方法在物理学上称为转换法．选择步骤1和步骤2的实验目的是研究铁球的动能大小与速度的关系．
（2）铁球沿斜面滚下过程中，重力势能减小，动能增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）为了探究“物体动能大小与质量的关系”应选择步骤3与步骤1（选填“1”、“2”）进行对比，如果水平面绝对光滑，则不能（选填“能”、“不能”）比较出铁球动能的大小．
（4）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较．该实验方案不能（选填“能”、“不能”）探究“物体动能大小与质量的关系”．
（5）某同学利用上述实验装置“探究动能大小与质量”的关系，它将不同质量的铁球从斜面上由静止自由滑下，实验记录数据如下：
钢球的质量m/kg0.10.150.200.250.300.350.40
木块滑行距离s/m0.120.100.120.120.110.130.12
该同学根据以上实验数据得出物体的动能大小与质量无关，你认为实验结论与物理事实是否相符？不相符（选填：相符或不相符）；你认为出现此实验现象的主要原因是没有保证质量不同的小球从斜面的同一高度静止下滑．

分析 （1）此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明铁球的动能越大；动能的大小通过观察木块移动的距离来反映出来，此方法为转换法；
实验过程要采用控制变量法，当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一铁球，这样可以保证铁球的质量相同；
（2）物体质量一定，根据物体高度和速度变化判断重力势能和动能大小的变化；
（3）当研究动能大小与质量的关系时，要让铁球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同；
根据牛顿第一定律，若水平面绝对光滑，则木块不受摩擦力作用，运动后将保持匀速直线运动．
（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；
（5）注意表格中的控制变量．不同质量的物体，注意应让球在同一高度自由落下，到达地面的速度相同．

解答 解：（1）实验中，是通过观察木块移动的距离的大小，来说明铁球对木块做功的多少，从而判断出铁球具有的动能的大小，这是转换法的运用；
步骤1和步骤2让同一个铁球从不同的高度滚下，控制铁球的质量一定，改变铁球撞击木块前的速度大小，探究物体动能大小与速度的关系；
（2）铁球沿斜面滚下，质量一定，高度降低，重力势能减小；速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；
（3）研究铁球的动能大小与质量的关系，要控制铁球到达下端时具有相同的速度，故在实验中要保持铁球在斜面上的高度相同，故选择步骤3与步骤1；
若水平面光滑，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去．木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定．所以铁球动能的大小就无法比较；
（4）观察图乙的装置可知，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的；
（5）根据控制变量法，应保证质量不同的小球在同一高度滚下，使球滚到水平面时速度相同．所以实验结论与物理事实不相符，原因不同质量的球没有从斜面上同一高度释放，未控制球的速度相同．
故答案为：（1）木块移动距离；转换法；速度；
（2）减小；增大；
（3）1；不能；
（4）不能；
（5）不相符；没有保证质量不同的小球从斜面的同一高度静止下滑．

点评 探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验，考查了控制变量法及转换法在实验中的应用，有一定的难度，解题过程中一定要仔细．

练习册系列答案
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序号液体深度h1/mm
压 强 计
左液面mm右液面mm液面高度差h2/mm
1水3018621428
26017122958
39015824284
4盐水9015424692
（1）分析表中序号为1、2、3三组数据可得到的结论是：同种液体的压强随深度的增加而增大．比较表中序号为3、4两组数据可得到的结论是：不同液体的压强还跟液体的密度有关．
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20．探究并联电路电流规律：
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【进行实验与收集证据】
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实验次数 I1/A I2/A I3/A 
 10.16  0.160.32 
 20.20  0.200.40 
 30.22  0.220.44 
（2）玲玲同学根据电路图正确连接好实验电路，开始实验，正确得出电流表示数如下表：
 实验次数 I1/AI2/A 
 		I3/A 
 
1  0.100.20 0.30 
 20.14 0.28 0.42
 3 0.181.80 0.54 
【分析与论证】
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