Question

14．如圖是探究“物體動能的大小與什 么因素有關？”的實驗示意圖．

（1）該實驗要探究的是物體動能的大小與物體速度的關系
（2）該實驗中物體的動能是指物體A（選填“A”或“B”）的動能，該動能是由重力勢能轉化而來的．
（3）該實驗中物體的速度是指物體A從斜面上靜止?jié)L下與物體B碰撞時碰前A（選填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通過高度（選填“高度”或“質量”）來改變的．
（4）若在實驗中，由于木板較短，物體B碰后滑出木板，在不改變原有器材的情況下，如何保證碰后物體B能始終在木板上滑行？方法是降低A的高度．
（5）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．理由是：木塊將一直勻速直線運動下去．
（6）在探究動能與速度關系時，小明認為物體B應該盡量靠近斜面底部，小華認為不需要，你認為說的有理，理由是：物體A在相同的水平面上通過相同的距離時，消耗的機械能相同．
（7）此實驗中用到的研究物理問題的方法有：轉換法和控制變量法．

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；
（2）小球動能的大小是通過物體B被推動移動的距離體現(xiàn)的；小球從斜面上滾下，重力勢能轉化為動能；
（3）實驗中探究小球碰撞前的動能和小車碰撞前的速度的關系，所以物體的速度是指球車從斜面上靜止滑下，與木塊碰撞時，碰撞前小球的速度．小球的速度是通過改變高度來實現(xiàn)的；
（4）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；
（5）物體動能的大小是通過木塊移動的距離來體現(xiàn)的，比較鐵球的動能大小，即比較木塊通過的距離．由于木塊永遠運動，所以距離的大小無法比較，即動能就無法比較；
（6）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，據(jù)此進行分析；
（7）實驗中把物體具有動能的大小轉換為木塊被撞擊后運動的距離，距離越遠表明小球的動能越大，該實驗過程要采用了轉換法；
動能的決定因素有兩個，所以實驗常用了控制變量法．

解答 解：
（1）動能的大小與物體的質量和速度都有關系，由于這一實驗中只有一個物體A從斜面上滑下，質量不能改變，所以本實驗要探究的是物體動能的大小與物體速度的關系；
（2）該實驗研究的主體是物體A，研究的是物體A動能的大小與速度的關系；物體A在斜面上時，具有重力勢能，在滑下的過程中，將重力勢能轉化為動能；
（3）該實驗物體A的速度是指物體A從斜面上靜止滑下與物體B碰撞時碰撞前A的速度，這個速度的大小是通過控制物體在斜面上的高度改變的；
（4）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；
（5）為了研究物體動能與物體質量的關系，實驗中多次讓不同質量的物體從斜面同一高度上靜止?jié)L下時，控制了小球的速度相同，應改變物體A的質量．
若水平面光滑，木塊不受摩擦力，由牛頓第一定律可知木塊將永遠運動下去，木塊通過的距離無法確定，做功的多少也無法確定，所以鐵球動能的大小就無法比較；
（6）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，物體A在相同的水平面上通過相同的距離時，消耗的機械能相同，所以只要每次保持木塊到斜面的距離相同即可；
（7）在該實驗中我們用到了轉換的方法，即將小球動能的大小轉換為其對木塊做功的多少來比較，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．
故答案為：（1）速度；（2）A；重力勢； （3）碰前A；高度；（4）降低A的高度；（5）不能；木塊將一直勻速直線運動下去；（6）物體A在相同的水平面上通過相同的距離時，消耗的機械能相同；（7）轉換法和控制變量法．

點評 本題考查了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．