Question

在探究“動能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，采用了如圖a所示的實(shí)驗(yàn)裝置，將木塊放在粗糙的水平面上，讓小球在光滑的斜面上由靜止開始沿斜面向下運(yùn)動，到達(dá)斜面底端的速度只與起點(diǎn)的高度有關(guān)，起點(diǎn)越高，到達(dá)底端的速度越大；不同質(zhì)量的小球分別從光滑的斜面上由同一高度靜止下滑，并撞擊水平面上的木塊，被撞木塊運(yùn)動的距離越長，運(yùn)動小球所具有的動能越大．現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四位同學(xué)作出了如下猜想：
甲同學(xué)：物體動能的大小可能跟物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大動能越大．
乙同學(xué)：物體動能的大小可能跟物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大動能越小大．
丙同學(xué)：物體動能的大小可能跟物體的速度有關(guān)，速度越大動能越大．
丁同學(xué)：物體動能的大小可能跟物體的速度有關(guān)，速度越大動能越�。�

為了驗(yàn)證以上四種猜想，同學(xué)們采用了如圖a所示的實(shí)驗(yàn)裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)，并設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)步驟：
A．如圖b所示，讓同一鋼球分別從不同的高度h₁、h₂（h₁＜h₂）處滾下．
B．記錄木塊運(yùn)動的距離S₁=0.52m，S₂=0.84m．
C．如圖c所示，讓質(zhì)量分別位m₁、m₂（m₁＜m₂）的木球、鋼球從同一高度滾下．
D．記錄木塊運(yùn)動的距離S₁=0.42m，S₂=0.90m．則：
（1）從步驟A、B中可以得出：質(zhì)量相同時，速度越大的物體具有的動能越______．
（2）從步驟C、D中可以得出：速度相同時，質(zhì)量越小的物體具有的動能越______．

Answer 1

【答案】分析：（1）步驟A、B中，同一鋼球質(zhì)量不變，第一次放置的高度小于第二次的高度，這兩次到達(dá)斜面底部的速度是不同的，從木塊被撞擊后運(yùn)動的距離就可以判斷出動能的大�。�
（2）步驟C、D中，兩個木球的質(zhì)量不同，放置的高度相同，它們到達(dá)斜面底部的速度相同，從木塊被撞擊后運(yùn)動的距離就可以判斷出動能的大�。�
解答：解：（1）A、B兩個步驟中，選用的是同一鋼球，質(zhì)量不變，但是第一次球在斜面上的高度小于第二次球在斜面上的高度，當(dāng)它們到達(dá)斜面底部的平面時，第一次鋼球的速度小第二次球的速度，從圖上能夠看出，第一次球把小木塊撞擊的距離小于第二次，因此第二次球具有的動能大．這個實(shí)驗(yàn)說明，在質(zhì)量相同時，速度越大的物體具有的動能越大．
（2）C、D兩個步驟中，兩個木球在斜面上的高度相同，當(dāng)它們到達(dá)斜面底部時的速度也是相同的，但是木球質(zhì)量不同，第一次木球質(zhì)量小于第二次，第二次木塊被撞擊的距離比較大，第二次木球的動能大．這個實(shí)驗(yàn)說明，速度相同時，質(zhì)量越大的物體具有的動能越大．
故答案為：（1）大；（2）小．
點(diǎn)評：（1）實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法的思想，研究動能與質(zhì)量的關(guān)系時，控制速度相同，研究動能與速度的關(guān)系時，控制質(zhì)量相同．
（2）實(shí)驗(yàn)采用了轉(zhuǎn)換法的思想，小球動能的大小，通過平面上木塊被撞擊的距離來體現(xiàn)．