Question

（2011?常熟市二模）小明為了探究動能的大小與哪些因素有關(guān)，他設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)．
（1）讓質(zhì)量相同的兩個小球沿同一光滑圓形軌道分別從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A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要探究動能與物體運(yùn)動速度的關(guān)系應(yīng)選用

甲

圖；
②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

控制小車剛到達(dá)水平面時的速度相同

；
③甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是

物體的動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)

；
④上述實(shí)驗(yàn)中，利用紙盒被撞后移動的距離大小來比較物體的動能大小，下列的四個實(shí)例中與此實(shí)驗(yàn)方法相同的是

AC

；
A．根據(jù)磁場對磁體有力的作用來認(rèn)識磁場；
B、保持電阻大小不變，改變電阻兩端的電壓值，觀察電流如何隨電壓變化而變化；
C．研究電流的大小時，根據(jù)電流產(chǎn)生的效應(yīng)大小來判斷電流的大小；
D．認(rèn)識電流大小時，用水流進(jìn)行類比．
⑤如圖丙所示，讓小球從A點(diǎn)靜止釋放，運(yùn)動到C點(diǎn)時，若一切外力全部消失，則小球會沿

Cb

路線繼續(xù)運(yùn)動，你判斷的依據(jù)是

物體不受外力時將保持原來的運(yùn)動狀態(tài)不變

．

Answer 1

分析：（1）動能的大小與物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動的速度有關(guān)，故想探究動能的影響因素，必須用控制變量的思維來考慮，即想探究動能大小與物體運(yùn)動速度的關(guān)系，即需控制小球的質(zhì)量，改變小球運(yùn)動到斜面底端的速度（通過改變小球在斜面上的不同的高度來實(shí)現(xiàn)）；若想探究動能大小與物體的質(zhì)量是否有關(guān)，即需控制小球在斜面上的高度（即小球到斜面底端的速度），改變小球的質(zhì)量來進(jìn)行試驗(yàn)；
（2）在物理學(xué)中，我們經(jīng)常把一些不易觀察的物理量轉(zhuǎn)化為便于觀察的物理量，這就是我們所說的轉(zhuǎn)換法，即在該實(shí)驗(yàn)中，動能的大小不易觀察，于是我們將小球的動能的大小轉(zhuǎn)換為小球推動木塊移動的距離 來觀察，即小球推動木塊距離越遠(yuǎn)，小球所具有的動能就越大；在物理學(xué)中經(jīng)常用的轉(zhuǎn)換法，請同學(xué)們注意區(qū)分和理解．
（3）據(jù)牛頓第一運(yùn)動定律知，一切物體在沒有受到任何外力時，總保持靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，故據(jù)此分析即可解決該題．

解答：解：①要探究動能與物體運(yùn)動速度的關(guān)系，即需控制小球的質(zhì)量，改變小球的運(yùn)動速度，即改變小球在斜面上的高度，故應(yīng)該是甲圖；
②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為了控制小車剛到達(dá)水平面時的速度相同；
③甲圖實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙砻嫘∏虻膭幽芘c小球的運(yùn)動速度有關(guān)，乙圖實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙砻餍∏虻膭幽芘c小球的質(zhì)量有關(guān)，故甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是：物體的動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)；
④在該題中，利用紙盒被撞后移動的距離大小來比較物體的動能大小是采用了轉(zhuǎn)換法，故
A、將看不見的磁場的認(rèn)識轉(zhuǎn)換為磁場力來觀察，所以這里也采用了轉(zhuǎn)換法，故該選項(xiàng)正確；
B、保持電阻大小不變，改變電阻兩端的電壓值，觀察電流如何隨電壓變化而變化，這里采用了控制變量法，故該選項(xiàng)不符合題意；
C、把看不見的電流的大小轉(zhuǎn)換為電流效應(yīng)的大小，故是轉(zhuǎn)換法，故該選項(xiàng)符合題意；
D、認(rèn)識電流大小時，用水流進(jìn)行類比，這里采用了類比法，故該選項(xiàng)不符合題意．
故選AC．
⑤據(jù)牛頓第一運(yùn)動定律知，讓小球從A點(diǎn)靜止釋放，運(yùn)動到C點(diǎn)時，若一切外力全部消失，則小球的運(yùn)動狀態(tài)不會改變，即沿Cb路線永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動．
故答案為：①甲；②控制小車剛到達(dá)水平面時的速度相同；  ③物體的動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)； ④AC；  ⑤Cb；物體不受外力時將保持原來的運(yùn)動狀態(tài)不變．

點(diǎn)評：明確本實(shí)驗(yàn)中研究動能大小的決定因素時運(yùn)用了控制變量法，反映動能多少時運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法．