Question

15．如圖所示，是“研究動能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）小文在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材的時候，有兩塊相同長度的光滑長木板A和粗糙長木板B，為了使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，小明應(yīng)選擇長木板B（選填“A”或“B”）
（2）實(shí)驗(yàn)中通過觀察木塊滑行的距離的大小，來判斷小球動能的大�。�
（3）實(shí)驗(yàn)中為了研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系．需要控制小球撞擊時的速度不變，具體的控制方法是讓小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下．
（4）質(zhì)量和速度誰對動能的影響較大呢？小文所在的物理興趣小組借助速度傳感器和其他儀器得出了兩組數(shù)據(jù)如表一和表二所示． 
表一（鋼球撞擊時速度為v=8cm/s）

序號	鋼球質(zhì)量m/g	木塊滑行距離s/cm
1	100	10
2	200	20
3	300	30

表二（鋼球質(zhì)量為m：100g）

序號	鋼球撞擊速度v/cm．s-1	木塊滑行距離s/cm
1	8	10
2	16	40
3	24	90

分析這兩組數(shù)據(jù)可以得出：速度對物體的動能影響較大，依據(jù)是質(zhì)量增加一倍，動能增加為原來的兩倍．速度增加一倍，動能增加為原來的四倍或質(zhì)量和速度增加相同的倍數(shù)，速度對動能大小的變化影響較大．

Answer 1

分析 （1）利用轉(zhuǎn)換法：由木塊運(yùn)動距離的長短，來認(rèn)識鋼球的動能多少，如果水平面非常光滑，木塊運(yùn)動的距離會很大，據(jù)此分析得出答案；
（2）實(shí)驗(yàn)中通過木塊被小球撞擊后移動的距離來判斷小球動能的大�。�
（3）在實(shí)驗(yàn)中，通過讓小球從同一斜面的同一高度處由靜止?jié)L下來控制小球撞擊木塊時的速度不變；
（4）利用控制變量法分別判斷木塊滑行距離與小球質(zhì)量、速度的關(guān)系，得出結(jié)論．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)中，水平面不應(yīng)太光滑，若水平面光滑，木塊不受摩擦力，由牛頓第一定律可知物體將永遠(yuǎn)運(yùn)動下去．物體的通過的距離無法確定，做功的多少也無法確定．所以小球動能的大小就無法比較，應(yīng)選擇較粗糙的水平面來完成實(shí)驗(yàn)，故選B；
（2）在該實(shí)驗(yàn)中我們用到了轉(zhuǎn)換的方法，即將小球動能的大小轉(zhuǎn)化為其對木塊做功的多少來比較，即小球推動木塊越遠(yuǎn)，其對木塊所做的功就越多，即具有的動能就越大；反之就越少；
（3）由于動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，故想研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)控制速度不變，故只需將不同質(zhì)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．
（4）由表一知，小球的速度相同，質(zhì)量增大為原來的幾倍，木塊被撞擊后滑行的距離也為原來的幾倍；
由表二知，小球的質(zhì)量相同，小球的速度增大為原來的幾倍，木塊被撞擊后滑行的距離便為原來的幾的平方倍，可知速度對動能的影響更大．
故答案為：（1）B；（2）木塊滑行的距離；（2）讓小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下；（3）速度；質(zhì)量增加一倍，動能增加為原來的兩倍，速度增加一倍，動能增加為原來的四倍或質(zhì)量和速度增加相同的倍數(shù)，速度對動能大小的變化影響較大．

點(diǎn)評 此題是“研究動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，考查了控制變量法和轉(zhuǎn)換法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，同時考查了學(xué)生對數(shù)據(jù)的分析能力，特別是（3）問中體現(xiàn)的較為明顯．