Question

8．“超载和超速”使车辆的质量和速度都过大，很容易引发车祸．为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学将A、B两个质量不同的小球先后从同一斜坡的三个位置滚下，推动小木块运动一段距离后静止，其实验步骤如图甲、乙、丙所示．请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答：

（1）用来研究超速安全隐患时，实验时应选择甲、乙两个图所示实验进行比较；
（2）用来研究超载安全隐患时，应选择乙、丙两个图所示实验进行比较；
（3）实验中让静止的小球从斜坡上滚下，观察木块被推动的距离，下列说法不正确的是C
A．该实验研究的基本方法是控制变量法，如控制小球的高度、质量等
B．该实验的设计思路是用转换法，用木块被推的距离远近来表示小球动能的大小
C．在选择实验器材时，可以不考虑斜坡的光滑程度、木块的质量软硬等因素
D．实验中，让小球从不同高度滚下目的是让小球获得不同的速度．

Answer 1

分析 （1）动能大小的影响因素：质量和速度．质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大．
（2）物体下落时重力势能转化为动能．重力势能跟质量和高度有关，动能跟质量和速度有关，同一个物体，下落到地面的速度取决于物体的高度．高度相同到达水平面的速度相同，越高到达水平面的速度越大．
（3）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”时，应该利用控制变量法的思路，去分析解决；钢球把木块推出的距离长，说明的动能大这是一种转换的方法．

解答 解：
（1）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大．选择质量相等到达水平面速度不同的AB小球，即选择甲、乙两个图所示实验进行比较；
（2）超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大．选择到达水平面的速度相等、质量不同的BC小球，即选择乙、丙两个图所示实验进行比较；
（3）A、球的动能与质量和速度都有关系，研究与质量的关系控制小球滚下的高度相同，研究与速度的关系，控制小球的质量相等；故该选项说法正确；
B、球的动能是从木块被推出的距离看出的，这里采用了转换法的思想，故该选项说法正确；
C、斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞的程度，所以在实验器材的选择时，应考虑斜面的光滑程度，木块的质量和软硬等因素，故该选项说法不正确；
D、球滚到水平面上时获得的速度与球在斜面上的高度有关，同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球在斜面上获得不同的运动速度，故该选项说法正确．
故答案为：（1）甲、乙；（2）乙、丙；（3）C．

点评 （1）自由下落的物体到达地面的速度取决于物体的高度，跟质量无关．
（2）本题全面地考查动能的大小与哪些因素得实验，解答时注意多因素问题时需要运用控制变量法，反映动能多少时运用了转换法．