Question

11．小紅猜想動能的大小可能與物體質(zhì)量和運(yùn)動速度有關(guān)，于是設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)，探究動能的大小與哪些因素有關(guān)．

（1）讓質(zhì)量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運(yùn)動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示．
（2）讓不同質(zhì)量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運(yùn)動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示．上述甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)中：
①乙圖中讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達(dá)水平面時，具有相同的速度．
②選用圖甲探究的是動能與速度的關(guān)系，理由是：兩球質(zhì)量相等；得出的結(jié)論是：質(zhì)量一定的物體速度越大動能越大．
③選用圖乙探究的是動能與質(zhì)量的關(guān)系，得出的結(jié)論是：速度相同時，質(zhì)量大的物體動能大．
④物理研究方法有許多，如等效替代法、類比法、對比法、控制變量法；本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了兩種研究方法，用紙盒移動的距離長短來表示小球動能的大小是運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法．

Answer 1

分析 ①動能大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，乙圖是探究動能與質(zhì)量的關(guān)系，根據(jù)控制變量法，要使小球質(zhì)量不同而使速度相同，由此分析讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下的目的；
②甲圖中小球質(zhì)量相同，小球從不同高度滾下，當(dāng)小球滾到水平面時速度是不同的，由此可知探究目的，并分析得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論；
③乙圖兩球高度相同，滑下后速度相同，質(zhì)量不同由此可知探究目的，并根據(jù)圖示總結(jié)結(jié)論；
④用紙盒移動的距離長短來表示小球動能的大小，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法．

解答 解：
①根據(jù)控制變量法，探究動能與質(zhì)量的關(guān)系，要保證速度相同，改變小球質(zhì)量，所以讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下就是為了使小球滾到水平面時速度相同．
②由甲圖可知，小球質(zhì)量相同，小球的高度越高，到水平面速度越快，紙盒在水平面上移動的距離越遠(yuǎn)，所以可得出結(jié)論：質(zhì)量一定的物體速度越大動能越大．
③由乙圖可知，兩球高度相同，滑下后速度相同，質(zhì)量不同，所以是探究動能與質(zhì)量關(guān)系的，由圖質(zhì)量大的將紙盒推的遠(yuǎn)，動能大．即得出結(jié)論為：速度相同時，質(zhì)量大的物體動能大．
④實(shí)驗(yàn)中通過觀察木塊被撞擊后運(yùn)動的距離的大小來間接判斷物體動能的大小，這種研究問題的方法是轉(zhuǎn)換法．
故答案為：①速度；②速度；質(zhì)量；質(zhì)量一定的物體速度越大動能越大；③質(zhì)量；速度相同時，質(zhì)量大的物體動能大；④轉(zhuǎn)換．

點(diǎn)評 本題是一道探究題，探究動能大小與什么因素有關(guān)，要會利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法，并據(jù)此根據(jù)控制變量法的思路可找到答案．在得出結(jié)論時，要注意條件．