Question

17．小紅猜想動(dòng)能的大小可能與物體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，于是設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)，探究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)．

（1）讓質(zhì)量相同的兩個(gè)小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運(yùn)動(dòng)，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖甲所示．
（2）讓不同質(zhì)量的兩個(gè)小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運(yùn)動(dòng)，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖乙所示．
上述甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)中：
①乙圖中讓不同質(zhì)量的兩個(gè)小球從同一高度滾下的目的是兩球到達(dá)水平面時(shí)，具有相同的速度．
②選用圖甲探究的是動(dòng)能與速度的關(guān)系，得出的結(jié)論是：質(zhì)量一定時(shí)，速度越大動(dòng)能越大（動(dòng)能與速度有關(guān)）．
③選用圖乙探究的是動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系．
在做完探究“動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)后，小華提出了這樣一個(gè)問題：
“如果改變斜面的長度，仍使小球從同一高度滾下，小球的動(dòng)能變不變呢？”
“當(dāng)然不變了，”同桌小明立刻回答說，“因?yàn)楦叨炔�沒有變．”
“可畢竟斜面的坡度變了呀!斜面的坡度對動(dòng)能有沒有影響呢？”小紅說．
“做一做實(shí)驗(yàn)不就知道了嗎？”
于是他們準(zhǔn)備利用身邊的實(shí)驗(yàn)器材，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．他們還為這個(gè)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究報(bào)告，以下就是這個(gè)探究報(bào)告的框架．在報(bào)告中有的地方?jīng)]有填寫，請你幫助他們盡可能地完善．
探究課題：同一鋼球在不同坡度的斜面上從相同高度的位置滾下，到達(dá)斜面底端的動(dòng)能是否相同？
猜想：盡管斜面的坡度不同，只要鋼球從相同高度的位置開始滾下，到達(dá)斜面底端的動(dòng)能是相同的．
（3）實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)裝置
如圖所示．

（4）實(shí)驗(yàn)步驟改變斜面的坡度，分別讓鋼球從相同高度的位置開始滾下，比較平面上的紙盒被推動(dòng)．
（5）實(shí)驗(yàn)記錄：（請?jiān)谙旅嬖O(shè)計(jì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格，不必填寫數(shù)據(jù)）．
（6）預(yù)測：
如果實(shí)驗(yàn)結(jié)論與猜想一致，則在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該看到的現(xiàn)象是：同一鋼球三次在水平面上撞擊木塊時(shí)，木塊運(yùn)動(dòng)的距離相等．

Answer 1

分析 （1）影響動(dòng)能大小的因素有質(zhì)量和速度，實(shí)驗(yàn)過程要采用控制變量法；
（2）當(dāng)研究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同；當(dāng)研究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)選擇同一小球，這樣可以保證小球的質(zhì)量相同；
（3）實(shí)驗(yàn)中要測出木塊被撞擊的距離；通過木塊被撞擊的距離來體現(xiàn)小球的動(dòng)能大小，是轉(zhuǎn)換法思想；
研究物體動(dòng)能的多少與斜面的坡度的關(guān)系，就要保證斜面的坡度不同，質(zhì)量速度相同．作對比實(shí)驗(yàn)．由此入手來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟；
動(dòng)能的多少是通過是通過木塊移動(dòng)的距離的多少來體現(xiàn)的．若與坡度無關(guān)，即動(dòng)能相同，所以，木塊移動(dòng)的距離相同．

解答 解：（2）①乙圖中讓不同質(zhì)量的兩個(gè)小球從同一高度滾下，這樣它們到達(dá)斜面底端的運(yùn)動(dòng)速度相等；
②選用圖甲，讓質(zhì)量相同的小球沿斜面的不同高度由靜止?jié)L下，撞擊水平板上的木塊，這是控制了質(zhì)量相同，目的是探究物體的動(dòng)能與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系，能得出的結(jié)論是：當(dāng)物體的質(zhì)量相同時(shí)，速度越大動(dòng)能越大；
③選用圖乙，讓質(zhì)量不同的小球，由斜面的同一高度滾下，撞擊水平板上的木塊，這是控制了小球的運(yùn)動(dòng)速度相同，目的是探究物體的動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，能得出的結(jié)論是：當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大；
（3）研究物體動(dòng)能的多少與斜面的坡度的關(guān)系，就要保證斜面的坡度不同，同一個(gè)球質(zhì)量相同，同一高度，速度相同．作對比實(shí)驗(yàn)．
（4）實(shí)驗(yàn)步驟：同一鋼球在三個(gè)不同坡度的斜面上從相同高度的位置滾下，觀察鋼球在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離是否相等．
（5）實(shí)驗(yàn)記錄表如下；
（6）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：同一鋼球三次在水平面上撞擊木塊時(shí)，木塊運(yùn)動(dòng)的距離相等．
故答案為：（2）①速度；②速度；質(zhì)量一定時(shí)，速度越大動(dòng)能越大（動(dòng)能與速度有關(guān)）；③質(zhì)量；
（4）同一鋼球在三個(gè)不同坡度的斜面上從相同高度的位置滾下，觀察鋼球在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離是否相等；
（5）

次數(shù)	紙盒被推動(dòng)的距離/cm
	20	30	40
1
2
3

（6）改變斜面的坡度，分別讓鋼球從相同高度的位置開始滾下，比較平面上的紙盒被推動(dòng)的距離．

點(diǎn)評 解決此類問題要會(huì)利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法，探究影響動(dòng)能的大小因素，是中考探究實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要考慮到質(zhì)量和速度這兩個(gè)因素．