Question

20．如圖所示，在“研究物體動能與哪些因素有關”的實驗中，將A、B、C三個小球先后從同一裝置的h_A、h_B、h_C高處滾下（m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B）推動紙盒運動一段距離直至小球靜止．
（1）實驗中為了研究動能大小與質量的關系，需要控制小球撞擊時的速度不變，具體的控制方法是使不同質量的小球從同一高度處滾下．
（2）該實驗中物體的動能是指物體小球（選填“小球”或“紙盒”）的動能．
（3）若水平面絕對光滑，本實驗不能（選填“能”或“不能”）達到探究目的．
（4）要研究動能與質量的關系，我們要選擇（a）（c）兩圖來進行比較．
（5）要研究動能與速度的關系，我們要選擇（a）（b）兩圖來進行比較．
（6）若在實驗中，由于木板較短，物體B碰后滑出木板，在不改變實驗裝置的情況下，如何保證碰后物體B能始終在木板上滑行？方法是降低斜面的高度．

Answer 1

分析 （1）實驗過程要采用控制變量法，當研究動能大小與質量的關系時，要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同，當研究動能大小與速度的關系時，應選擇同一鋼球從不同的 高度釋放，這樣可以保證小球的質量相同；即只有這樣實驗才更為科學嚴密．
（2）實驗中利用了轉換法來進行探究活動，小球能夠做功是觀察小球推動紙盒運動距離的遠近來體現(xiàn)小球具有動能的大小；
（3）如果水平面絕對光滑，小車和木塊將保持勻速直線運動，永遠運動下去．
（4）（5）因物體的動能與質量和速度有關，所以當研究與其中一個因素關系時，應采取控制變量法；
當研究動能大小與質量的關系時，要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同；
當研究動能大小與速度的關系時，應選擇同一鋼球，這樣可以保證小球的質量相同；
（6）物體A速度的大小是通過改變物體在斜面上的高度實現(xiàn)的，物體A動能的大小是通過物體B被撞后移動的距離來體現(xiàn)的；

解答 解：（1）由于動能的大小與質量和速度有關，故想研究動能大小與質量的關系，應控制速度不變，故只需將不同質量的小球從同一高度釋放，比較其推動木塊所移動的距離大小即可．
（2）物理學中，能夠做功的多少表示具有能量的大小，實驗中小球能夠做功是體現(xiàn)在推動小紙盒運動，推動的距離越遠，表示小球能夠做的功越多，小球具有的動能就越大，所以通過觀察小紙盒被推動的距離的大小，來判斷小球動能的大小；故該實驗中物體的動能是指物體小球的動能；
（3）探究物體的動能跟哪些因素有關的實驗中需要觀察小球運動距離的大小，該實驗運用的轉換法，若水平面絕對光滑，根據(jù)牛頓第一定律，小車和木塊將永遠一直運動下去，沒有運動距離的遠近之分，就不能使用轉換法來判斷物體A的動能大�。�
（4）當研究動能大小與質量的關系時，要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，故選擇（a）（c）進行探究；
（5）當研究動能大小與速度的關系時，應讓小球的質量相同，故選（a）（b）進行探究；
（6）若在實驗中，物體B碰后滑出木板，在不改變原有器材的情況下，可以通過降低物體A的高度來減小物體A的速度，從而減小物體A的動能，減小對物體B做功的多少，減小物體A在木板上滑行的距離，保證碰后物體B能始終在木板上滑行；
故答案為：（1）使不同質量的小球從同一高度處滾下；（2）小球；（3）不能；（4）（a）（c）；（5）（a）（b）；（6）降低斜面的高度；

點評 兩種物理學方法的使用：
①由木塊在水平面上移動的距離遠近來體現(xiàn)球的動能多少，是一種轉換法；
②動能的大小與質量和速度有關，實驗時用控制變量法分別探究．