Question

5．图甲是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滑下，碰到容易木块上；图乙是探究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动，请回答以下问题：

（1）图甲实验的目的是探究钢球动能的大小与速度的关系；
（2）图乙实验中让同一小车从斜面上相同高度由静止滑下的目的是使小车到达斜面底端的速度相同．
（3）图甲实验中通过观察木块被推动距离的大小，判断钢球动能的大小；图乙实验通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动的距离，判断小车受到的阻力的大小，两个实验中用到的研究方法是否相同？相同（填“相同”或“不相同”）．

Answer 1

分析 （1）图甲中动能的大小与物体的质量和速度有关，探究动能与质量关系时，控制速度不变；探究动能与速度关系时，控制质量不变．
（2）图乙中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运动的起始速度相同，控制速度相同，改变接触面的粗糙程度，观察小车运动距离的远近，反映阻力对物体运动的影响．
（3）图甲中可利用转化法研究小球的动能，即让钢球撞击木块，观察木块的滑行距离，可以判断出动能的大小；
图乙中通过小车运动距离的不同，得出阻力对物体运动的影响．

解答 解：
（1）图甲中让同一小球从同一个斜面上不同的高度由静止开始运动，“同一小球”控制了小球的质量不变，“不同高度”小球的高度不同，运动的速度也就不同，因此该实验探究的是小球动能与速度的关系；
（2）图乙中小车在同一高度滑下，则小车到达斜面底端的速度相同，在粗糙程度不同的平面上运动时所受的阻力不同，所以可以探究小车的运动与所受阻力的关系；
（3）图甲中通过观察木块被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小；
图乙中通过小车观察的是在粗糙程度不同的水平面上小车运动距离的长短，进而判断小车所受阻力的大小，以上两实验的研究方法都是转换法．
故答案为：（1）速度；（2）使小车到达斜面底端的速度相同；（3）相同．

点评 本题中涉及到两个实验，实验器材与实验方法有相似的地方：都用到了斜面；都采用了控制变量法与转换法，学习中注意总结归纳．