Question

16．为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为h_A、h_B、h_C的位置滚下（m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止．请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行判断：
（1）用来研究超载安全隐患时，我们应选择甲丙两个图所示实验进行比较．
（2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择甲乙两个图所示实验进行比较．
（3）实验中让静止的小球从斜面滚下，观察木块被推动的距离．关于该实验的说法中，不正确的是B
A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B．在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素
C．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
D．实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度．

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AC小球进行实验．
（2）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．
（3）A、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；
B、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；
C、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；
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、丙；（2）甲、乙；（3）B．

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．