Question

7．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击水平面上同一木块，能将木块撞出一段距离．如甲图所示．请回答下列问题：
（1）从同一高度由静止释放的目的是让铁球到水平面时速度相等，该实验的目的是研究铁球的动能大小与质量（质量/速度）的关系．
（2）该实验是通过观察木块被推动的距离来体现铁球对木块做功的多少，从而判断出铁球（铁球/木块）具有的动能的大小．
（3）实验时选用铁球从斜面上滚下而不是选用铁块滑下，这样做可以尽量减小摩擦力对实验的影响．
（4）在实验操作无误的情况下，某小组两次实验中木块被撞动的距离差距很小，现象不明显，请你针对这一问题提出一个改进的措施：换用质量差距较大的铁球进行实验．
（5）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块．该实验方案是不可行（可行/不可行），若他按此方案操作，他会看到的现象是木块被推动的距离相等．

Answer 1

分析 （1）铁球从同一高度由静止释放，到达斜面底部的速度相同；动能大小跟质量和速度有关，在探究动能跟速度关系时，控制质量不变，多次改变速度大小；在探究动能跟质量关系时，控制速度大小不变，多次改变质量大小．
（2）铁球动能大小通过铁球推动木块运动距离来反映．铁球撞击木块运动，木块运动距离越长，铁球对木块做功越多，铁球的动能越大．
（3）减小摩擦力的方法：变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦力；
（4）动能大小和物体质量、运动速度有关，质量越大、运动速度越大，物体动能越大；
（5）结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求．

解答 解：（1）甲图中质量不同的铁球从同一高度由静止释放的目的是铁球到达水平面获得的初速度相同，控制速度大小相等，改变铁球的质量，可以探究动能大小跟质量的关系．
（2）采用转换法，通过观察木块被推动距离的远近来反映铁球对木块做功的多少，从而判断出铁球动能的大小；
（3）实验时选用铁球从斜面上滚下而不是选用铁块滑下，这样做的目的是变滑动摩擦为滚动摩擦，可以尽量减小摩擦力对实验的影响；
（4）两次实验中木块被撞动的距离差距很小，现象不明显，可能是铁球的质量相差不是很大，对木块做功的多少相近，造成现象不明显，可采取的措施是：换用质量差距较大的铁球进行实验；
（5）观察图乙的装置可知，若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验目的．
故答案为：（1）让铁球到水平面时速度相等；质量；（2）木块被推动的距离；做功；铁球；（3）摩擦力；（4）换用质量差距较大的铁球进行实验；（5）不可行；木块被推动的距离相等．

点评 本题考查了探究动能大小影响因素的实验，除考查控制变量法的转换法的运用外，最后通过一个弹簧来对实验进行改进是本题的新颖之处，需要我们认真分析．