Question

2．为了模拟研究汽车超载、超速带来的安全隐患，某同学设计了如图实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，与放在水平面上的纸盒相碰后，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止．

（1）如图甲、乙所示，让小球从同一高度开始运动的目的是使两球到达水平面时具有相同的速度；该实验是通过观察纸盒通过的距离来比较铁球动能的大小的．
（2）用来研究超速安全隐患时，应该选用质量相同（填“相同”或“不同”）的铁球从斜面的不同（填“相同”或“不同”）位置由静止释放，实验时应选择甲丙两个图所示实验进行比较．通过这个实验得到的结论是质量一定时，速度越大，动能越大．
（3）请例举汽车超载的两个危害①超载的汽车质量大，惯性大，急刹车后滑行距离大，容易出交通事故；②汽车的总重过大，对路面的压力大，在受力面积不变的情况下，压强增大，超过路面的承受能力而损坏路面．

Answer 1

分析 （1）要研究动能与质量的关系，必须保证速度相同，质量不同，同一高度的目的是为了控制速度相同；物体动能的多少看由物体对外做功的多少来确定，而物体对外做功的多少又是通过纸盒通过的距离来表现的；
（2）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．对照图示，结合控制变量法可得出结论．
（3）超载的危害：压强是表示压力作用效果的物理量，压强的大小与压力和受力面积大小有关．超载的汽车质量大，惯性大，急刹车后滑行距离大，容易出交通事故．

解答 解：（1）要研究动能与质量的关系，必须保证速度相同，质量不同，同一高度的目的是为了控制速度相同；物体动能的多少看由物体对外做功的多少来确定，而物体对外做功的多少又是通过纸盒通过的距离来表现的；
（2）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，所以应选择质量相等的小球，从不同的高度释放时到达水平面的速度不同，应选择甲丙两小球进行比较，从而得出：在质量一定时，速度越大，动能越大．（3）汽车超载的危害有：①汽车超载，是指汽车装载的货物质量过大，汽车的总重过大，从而对路面的压力增大，根据p=$\frac{F}{S}$可知，在受力面积不变的情况下，压强增大，超过路面的承受能力而损坏路面；②超载的汽车质量大，惯性大，急刹车后滑行距离大，容易出交通事故．
故答案为：（1）速度；纸盒通过的距离；
（2）相同；不同；甲丙；质量一定时，速度越大，动能越大；
（3）①超载的汽车质量大，惯性大，急刹车后滑行距离大，容易出交通事故；
②汽车的总重过大，对路面的压力大，在受力面积不变的情况下，压强增大，超过路面的承受能力而损坏路面．

点评 如何利用控制变量法研究动能的大小，是此题考查的重点．