题目内容

13.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,还能得出结论吗?不能,理由是小球和木块不会静止,会永远运动下去;
(4)实验后,同学们联想到在许多交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”或“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探究,得到的数据如表:
 实验序号小球的质量m/g 小球自由滑下的高度h/cm  木块被撞后运动的距离s/m
 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:速度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.

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;分析乙图,两小球所处的高度不同,到达平面时的速度不同,可探究动能与速度的关系;
(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;
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、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;由表中实验数据可知,在同等条件下速度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.
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;小球和木块不会静止,会永远运动下去;
(4)(a)1、3;(b)1、2;速度.

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.

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