Question

【題目】小明所在的實驗小組在“探究影響動能大小的因素”實驗中，準備的器材有：質量分別為m、2m的兩個鋼球、木塊和斜面等。實驗過程如圖甲、乙、丙所示。

(1)本實驗是通過木塊被撞距離的遠近來反映_____（選填“木塊”或“鋼球”）的動能，這種研究問題的方法叫做轉換法；

(2)小明進行甲、乙實驗時探究的是動能與_____的關系，得出的結論是_______；

(3)小明根據乙、丙兩圖得出的結論是“物體的質量越大時動能越大”，他的看法是不正確 的，理由是：__________________________；

(4)實驗過程中小明發現實驗現象不明顯，老師指出小明實驗中木塊被撞擊后移動的距離差異較小，實驗現象不明顯，為確保實驗有較明顯的現象，可行的一種方案是_______；

(5)有同學將實驗裝置改進成如圖所示，利用質量不同的鐵球將彈簧壓縮相同程度靜止釋放，撞擊同一木塊，來驗證“動能與質量”的關系，該實驗方案是_____（可行/不可行），若他按此方案操作，他會看到的現象是_____；

(6)完成實驗后，同學們還聯想到以前學習牛頓第一定律時，也用到了斜面：讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下，在三個不同的表面上能滑行的距離不同（如表），小車在這三個表面上滑行的過程中克服摩擦力做功_____。（選填“相等”或“不相等”）

表面	毛巾	棉布	木板
摩擦力	最大	較大	最小
小車運動距離	最近	較遠	最遠

Answer 1

【答案】鋼球 速度 質量一定時，速度越大，動能越大 沒有控制小球的速度一定（相等） 增大鋼球的質量 不可行 木塊最終移動距離相等 相等

【解析】

(1)[1]實驗中通過觀察木塊被撞擊后運動的距離的大小來間接判斷鋼球動能的大小。

(2)[2][3]甲、乙兩圖中，同一個鋼球質量相等，從不同的高度靜止滾下，到達平面時的速度不同，速度大的鋼球把木塊推的更遠，說明鋼球對木塊做的功最多，鋼球具有的動能大；可以得出結論：質量一定，速度越大，動能越大。

(3)[4]乙、丙兩圖中，小球的質量不同，開始在斜面上的高度不同，不符合控制變量法的操作要求，所以無法得到物體的動能大小與質量有關，想要探究物體的動能大小與質量有關，需要控制小球到達水平面時的速度相同。

(4)[5]為確保實驗有較明顯的現象，可以增大鋼球的質量或減小小木塊的質量或換用較光滑的木板。

(5)[6][7]若用質量不同的鐵球將同一彈簧壓縮相同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，撞擊的動能由彈簧的彈性勢能轉化而來，而彈簧的彈性勢能的大小與形變程度有關，故彈簧勢能相同，轉化出的動能相同，因此，木塊最終移動的距離相同，這樣是不能完成實驗目的。

(6)[8]讓小車從同一高度由靜止下滑，根據決定重力勢能大小的因素可知，最初小車的重力勢能相同，下滑到水平面時的動能也相同，在不同的材料表面上運動時，最終停下來后，動能全部轉為內能，克服摩擦力做了多少功就有多少動能轉化為內能，所以，在三個表面克服摩擦力做功相等。