(2010?金山區(qū)二模)某小組同學(xué)通過(guò)學(xué)習(xí),知道了動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān),他們想進(jìn)一步探究動(dòng)能與質(zhì)量、速度之間的定量關(guān)系,于是用不同質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)小車(chē)去撞擊同一木塊,實(shí)驗(yàn)時(shí)利用了DIS裝置精確地測(cè)出了小車(chē)撞擊木塊時(shí)的速度.小車(chē)撞擊木塊后和木塊一起向前滑動(dòng),測(cè)量出木塊滑動(dòng)的距離,記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表前四列所示.為了進(jìn)一步探究動(dòng)能與所測(cè)物理量間的數(shù)值關(guān)系,他們進(jìn)行了適量的運(yùn)算,將結(jié)果記錄在表的最后兩列中.
表一
實(shí)驗(yàn)
序號(hào)
小車(chē)質(zhì)量m(千克) 小車(chē)速度v(米/秒) 木塊滑動(dòng)距離s(米) m2
(千克2
v2
(米2/秒2
1 0.20 0.7071 0.2 0.0400 0.5000
2 0.40 0.5000 0.2 0.1600 0.2500
3 0.80 0.3536 0.2 0.6400 0.1250
表二
實(shí)驗(yàn)
序號(hào)
小車(chē)質(zhì)量m(千克) 小車(chē)速度v(米/秒) 木塊滑動(dòng)距離s(米) m2
(千克2
v2
(米2/秒2
4 0.20 1.0000 0.4 0.0400 1.0000
5 0.40 0.7071 0.4 0.1600 0.5000
6 0.80 0.5000 0.4 0.6400 0.2500
表三
實(shí)驗(yàn)
序號(hào)
小車(chē)質(zhì)量m(千克) 小車(chē)速度v(米/秒) 木塊滑動(dòng)距離s(米) m2
(千克2
v2
(米2/秒2
7 0.20 1.4142 0.8 0.0400 2.0000
8 0.40 1.0000 0.8 0.1600 1.0000
9 0.80 0.7071 0.8 0.6400 0.5000
(1)小組同學(xué)是通過(guò)比較表格中的
木塊滑動(dòng)距離
木塊滑動(dòng)距離
來(lái)比較小車(chē)的動(dòng)能大小的.
(2)分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1與4與7(或2與5與8,或3與6與9)
1與4與7(或2與5與8,或3與6與9)
及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是:在小車(chē)質(zhì)量相同的情況下,速度越大,小車(chē)的動(dòng)能就越大.
(3)分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)1與5與9,(或2與6或4與8)及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是:
在小車(chē)速度相同時(shí),小車(chē)的質(zhì)量越大,動(dòng)能也越大
在小車(chē)速度相同時(shí),小車(chē)的質(zhì)量越大,動(dòng)能也越大
;通過(guò)分析三張表格,你認(rèn)為
速度
速度
(選填“質(zhì)量”或“速度”)的改變對(duì)動(dòng)能的改變影響更大些.
(4)請(qǐng)進(jìn)一步綜合分析比較表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,并歸納得出結(jié)論.
(a)分析比較表一、表二或表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,可初步得出:
小車(chē)的質(zhì)量與速度的平方的乘積相同時(shí),小車(chē)動(dòng)能相同
小車(chē)的質(zhì)量與速度的平方的乘積相同時(shí),小車(chē)動(dòng)能相同
;
(b)分析比較表一、表二和表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,可初步得出:
小車(chē)的質(zhì)量與速度的平方的乘積不同時(shí),小車(chē)動(dòng)能不同,且乘積越大,小車(chē)的動(dòng)能也越大.
小車(chē)的質(zhì)量與速度的平方的乘積不同時(shí),小車(chē)動(dòng)能不同,且乘積越大,小車(chē)的動(dòng)能也越大.
分析:(1)實(shí)驗(yàn)中用運(yùn)動(dòng)的小車(chē)撞擊同一木塊來(lái)研究小車(chē)動(dòng)能,小車(chē)動(dòng)能的大小是通過(guò)對(duì)木塊做功的多少,也就是木塊在小車(chē)撞擊下滑動(dòng)的距離來(lái)體現(xiàn)的.
(2)研究小車(chē)的動(dòng)能與速度的關(guān)系,就應(yīng)該控制小車(chē)的質(zhì)量相同,改變小車(chē)的速度,根據(jù)木塊被推動(dòng)的距離來(lái)分析小車(chē)動(dòng)能的大�。�
(3)分析1與5與9,(或2與6或4與8)數(shù)據(jù)中的相同因素和不同因素,根據(jù)木塊滑動(dòng)的距離,結(jié)合控制變量法的思想就可得出正確的結(jié)論.
(4)根據(jù)我們已知的動(dòng)能影響因素是質(zhì)量和速度,從表中的相關(guān)數(shù)據(jù)中找出有用信息,得出結(jié)論.
解答:解:(1)小車(chē)的動(dòng)能大小反應(yīng)在它的做功本領(lǐng)上,木塊被撞擊的越遠(yuǎn),說(shuō)明小車(chē)的動(dòng)能越大,這里采用了轉(zhuǎn)換法的思想.
故答案為:木塊滑動(dòng)距離.
(2)要得出“在小車(chē)質(zhì)量相同的情況下,速度越大,小車(chē)的動(dòng)能就越大”的結(jié)論,根據(jù)控制變量法的思想,必須控制小車(chē)的質(zhì)量相同,小車(chē)的速度不同,符合這一要求的數(shù)據(jù)有:1與4與7(或2與5與8,或3與6與9).
故答案為:1與4與7(或2與5與8,或3與6與9).
(3)分析1與5與9,(或2與6或4與8)中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):小車(chē)的速度相同,但是小車(chē)的質(zhì)量不同,木塊滑動(dòng)的距離也不相同,小車(chē)的質(zhì)量越大,木塊滑動(dòng)的距離越大,小車(chē)具有的動(dòng)能也就越大,因此可以得出的結(jié)論是:在小車(chē)速度相同時(shí),小車(chē)的質(zhì)量越大,動(dòng)能也越大.通過(guò)分析三張表格,發(fā)現(xiàn)在質(zhì)量和速度這兩個(gè)影響動(dòng)能大小的因素中,速度對(duì)動(dòng)能的影響較大.
故答案為:在小車(chē)速度相同時(shí),小車(chē)的質(zhì)量越大,動(dòng)能也越大;速度.
(4)(a)分析實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)可知,質(zhì)量與速度的平方相乘,即0.20×0.5000=0.01;
分析實(shí)驗(yàn)2數(shù)據(jù)可知,質(zhì)量與速度的平方相乘,即0.40×0.2500=0.01;
兩次實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量與速度平方的乘積相等,而小車(chē)滑動(dòng)的距離都是0.2m,說(shuō)明動(dòng)能相等,由此可得:當(dāng)小車(chē)質(zhì)量與速度平方的乘積相同時(shí),小車(chē)具有的動(dòng)能相同.
(b)再分析實(shí)驗(yàn)4可知,質(zhì)量與速度平方相乘,即0.20×1.0000=0.02;
和實(shí)驗(yàn)1中質(zhì)量與速度平方乘積相比,第4次實(shí)驗(yàn)比第1次實(shí)驗(yàn)的乘積大,而且第四次小車(chē)滑動(dòng)距離更遠(yuǎn),說(shuō)明第4次動(dòng)能更大,由此可得:小車(chē)質(zhì)量與速度平方的乘積越大,小車(chē)具有的動(dòng)能越大.
故答案為:(a)小車(chē)的質(zhì)量與速度的平方的乘積相同時(shí),小車(chē)動(dòng)能相同;
(b)小車(chē)的質(zhì)量與速度的平方的乘積不同時(shí),小車(chē)動(dòng)能不同,且乘積越大,小車(chē)的動(dòng)能也越大.
點(diǎn)評(píng):考查了采用控制變量法探究影響運(yùn)動(dòng)大小的因素,表中數(shù)據(jù)很多,需要學(xué)生從大量的數(shù)據(jù)中篩選出有用的信息進(jìn)行分析,考查了學(xué)生的數(shù)據(jù)分析處理能力.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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