Question

9．如圖所示，是探究“動能的大小與哪些因素有關”的實驗：
（1）用質量不同的A、B兩個小球（m_A＞m_B）碰撞靜止在同一水平面上的紙盒．實驗中控制小球的高度相同，是為了控制兩球到達底端時速度相同；實驗中通過觀察紙盒被推動的距離的大小，可以比較A、B兩個小球的動能的大�。�
（2）將甲與乙兩實驗比較可知，小球動能的大小與小球的速度有關．將甲與丙兩實驗比較可知，小球動能的大小與小球的質量有關．

行走的牛	約60J
跑百米的運動員	3×103J
飛行的步槍子彈	5×103J

（3）物理課本中給出了一些物體的動能，如上表所示．
請你根據表中的數據和所學的相關物理知識推斷：物體的動能（E）與物體的質量（m）和運動速度（v）的定量關系，你認為正確的是下面的哪一個？C
A．E=mv        B．E=$\sqrt{mv}$     C．E=$\frac{1}{2}$mv²．

Answer 1

分析 （1）動能的決定因素有兩個：質量和速度，要利用控制變量法去研究．研究與速度關系時要保證質量相同，速度不同．研究與質量關系時，要保證速度相同，質量不同；小球速度的大小是通過改變小球在斜面上的高度實現的，小球動能的大小是通過物體B被推動移動的距離體現的；
（2）根據圖中的相同點、不同點，利用控制變量法分析；
（3）通過物體質量、速度和動能的倍數關系得出動能與質量、速度的關系；根據該關系進一步得出物體的動能（E）與物體的質量（m）和運動速度（v）的定量關系

解答 解：（1）小球從斜坡的同一高度釋放，小球滾下到達水平面的速度相等；實驗中通過紙盒被撞擊后被推動的距離來反映小球動能的大小，且紙盒移動的距離越大，說明小球的動能越大；
（2）將甲與乙兩實驗比較可知，小球的質量相同，從不同的高度滾下，速度不同，推動木塊的距離不同，故小球動能的大小與小球的速度有關．將甲與丙兩實驗比較可知，小球的速度相同，質量不同，推動木塊的距離不同，小球動能的大小與小球的質量有關．
（3）子彈的質量很小，約是運動員質量的$\frac{1}{6000}$，子彈的速度只是運動員的80倍，而它們的動能卻差不多，說明速度對物體動能的影響更大．或者：運動員的質量約是牛的質量的$\frac{1}{10}$，運動員的速度是牛的速度的20倍，而運動員的動能卻是牛動能的50倍，這說明速度對物體動能的影響更大．
速度對物體動能的影響大于質量的影響，因此應該突出速度的主要，所以公式為C；
故答案為：（1）速度；動能；（2）速度；質量；（3）C．

點評 本題考查了探究物體的動能大小與速度的關系實驗，明確本實驗中研究動能大小的決定因素時運用了控制變量法，反映動能多少時運用了轉換法．