Question

15．为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验．．

（1）图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此你能得出的结论是速度相同时，物体的质量越大，动能越大；
（2）图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此你能得出结论是质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大．
（3）本实验装置的水平面如果绝对光滑，该实验还能得出结论吗？不能．理由是：无法比较动能的大小．
（4）实验后，同学们联想到在许多公交事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如表：

实验序号	小球的质量m/g	小球自由滚下的高度h/cm	木块被撞后运动的距离s/cm
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

（a）为了探究“超载”安全隐患，应选择1、3 两个序号的实验进行比较
（b）为了探究“超速”安全隐患，应选择1、2两个序号的实验进行比较．
分析表格中对应的实验数据可知：超速对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重．

Answer 1

分析 （1）分析图甲，两小球的质量不同，可探究动能与质量的关系；
（2）分析图乙，小球滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，可探究动能与速度的关系；
（3）由牛顿第一定律内容分析回答．
（4）a、研究超载危害，应控制速度相等，即小球下滑的高度相同而质量不同，分析表中实验数据，然后答题；研究超速危害，应控制质量相等，即小球下滑的高度不相同而速度不同，分析表中实验数据，然后答题．
b、应用控制变量法，分析表中实验数据，然后答题．

解答 解：
（1）图甲，两小球滚下高度相同，速度相同，两小球的质量不同，探究的是动能与质量的关系，得出的结论是，速度相同时，物体的质量越大，动能越大；
（2）图乙两小球的质量相等，滚下的高度不同，探究的是动能与速度的关系；
图乙中两小球的质量相同，滚下的高度越大，到达水平面的速度越大，将木块推得越远，得出的结论是：质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大；
（3）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）a、研究超载隐患时，应控制小球下滑的高度相同而质量不同，由表中实验数据可知，应选择1、3所示实验进行比较；
b、研究超速隐患时，应控制小球下滑的高度不相同而质量相同，由表中实验数据可知，应选择1、2所示实验进行比较；由表中实验数据可知，在同等条件下超速带来的安全隐患更大一些．
故答案为：（1）速度相同时，物体的质量越大，动能越大；（2）质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大；（3）不能；无法比较动能的大小；（4）（a）1、3；（b）1、2；超速．

点评 本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法．从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键．