Question

9．在同一粗糙水平面固定两个不同斜面，小华同学研究相同的两个小球A、B分别沿不同的斜面运动，用频闪照相机每隔0.1s拍摄了小球滚动时的不同位置，图上数字为闪光时刻编号，位置间距如图所示．
（1）甲图中A球在斜面上运动的速度不变（选填“增大”、“减小”或“不变”），机械能减小（选填“增加”、“减小”或“不变”）．
（2）乙图中小球B从2位置运动到4位置的这段时间内平均速度v=0.8m/s，小球B沿斜面运动过程中的动能增大，重力势能减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）若两个小球从斜面上运动到斜面底部时与相同的木块碰撞，碰撞之后图乙（选填“甲”或“乙”）中木块运动距离较大．

Answer 1

分析 （1）①比较A球在相同时间内通过的路程，判断A球在斜面上运动的速度变化；
②影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能．在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析．
（2）从乙图中读出小球B从2位置运动到4位置运动的时间和距离，利用速度公式计算速度；
比较B球在相同时间内通过的路程，判断B球在斜面上运动的速度变化，然后根据动能和势能大小的影响因素判断其动能和势能的大小变化；
（3）首先根据摩擦力大小的影响因素判断两木块受到的摩擦力大小，然后据图比较两球从斜面上运动到斜面底部时的速度大小，动能大小，进而得出结论．

解答 解：
（1）由甲图可知，A球在相同时间内通过的路程相等，所以，A球在斜面上运动的速度不变（即A球做匀速直线运动）；
A球在斜面上运动时，质量不变，速度不变，则动能不变，同时高度减小，重力势能变小，
而机械能等于动能与势能之和，所以A球的机械能减小；
（2）乙图中小球B从2位置运动到4位置的时间t=2×0.1s=0.2s，路程s=6cm+10cm=16cm=0.16m，
这段时间内平均速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.16m}{0.2s}$=0.8m/s；
由乙图可知，B球在相同时间内通过的路程越来越大，所以，B球在斜面上运动的速度不断变大，
B球在运动过程中质量不变、速度变大，故动能变大；同时，高度减小，重力势能减小；
（3）由图可知，两个小球从斜面上运动到斜面底端时图乙中的B球速度大（原因是B球在相同时间内通过的路程更长），B球动能大；
而两木块相同，水平面的粗糙程度相同，B球滑到底端时动能大，对木块做的功多，所以，碰撞之后图乙中木块运动距离较大．
故答案为：（1）不变；减小；（2）0.8；增大；减小；（3）乙．

点评 此题为实验题，主要考查速度的大小比较、动能和势能的大小变化、速度的计算、摩擦力大小的影响因素等，在比较速度的大小、动能和势能的大小变化、以及摩擦力大小时，应注意控制变量法的应用．