Question

16．為了探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)，某學(xué)校科技社的同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖1甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）圖甲是讓不同質(zhì)量的小球沿同一光滑斜面從B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊到放在同一水平面上的同一木塊，然后通過木塊在水平面運(yùn)動一段距離后靜止時(shí)的情景．據(jù)此你能得到的結(jié)論是速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動能越大．
（2）圖乙是讓質(zhì)量相同的小球沿同一光滑斜面分別從A、B由靜止自由釋放，然后撞擊到放在同一水平面上的同一木塊，木塊在水平面運(yùn)動一段距離后靜止時(shí)的情景．據(jù)此你能得出結(jié)論是質(zhì)量相同時(shí)，物體運(yùn)動的速度越大，動能越大．
（3）本實(shí)驗(yàn)裝置要求水平面應(yīng)該是粗糙的．（選填“粗糙”或“光滑”）
（4）實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們聯(lián)想到在公交事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，進(jìn)一步想知道，在影響物體動能大小的因素中，哪個對動能影響更大？于是利用上述器材進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測定，得到的數(shù)據(jù)如下表．

實(shí)驗(yàn)序號	小球的質(zhì)量m/g	小球自由滾下的高度h/cm	木塊被撞后運(yùn)到的距離s/m
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

（a）為了探究“超載”隱患時(shí)，應(yīng)選擇1、3序號的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較．
（b）為了探究“超速”安全隱患，應(yīng)選擇1、2兩個序號的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較．
分析表格中對應(yīng)的數(shù)據(jù)可知：速度對物體的動能影響更大，當(dāng)發(fā)生交通事故時(shí)，由此造成的危害更嚴(yán)重．

Answer 1

分析 （1）分析圖甲，兩小球的質(zhì)量不同，可探究動能與質(zhì)量的關(guān)系；
（2）分析圖乙，小球滾下的高度不同，到達(dá)水平面的速度不同，可探究動能與速度的關(guān)系；
（3）若水平面光滑，則小球和木塊將永遠(yuǎn)不停地運(yùn)動下去，無法比較小球做功的多少；
（4）a、研究超載危害，應(yīng)控制速度相等，即小球下滑的高度相同而質(zhì)量不同，分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后答題；
b、研究超速危害，應(yīng)控制質(zhì)量相等，使速度不同，分析表格中數(shù)據(jù)，分析答題；
通過比較質(zhì)量和速度的相同變化，比較木塊被撞后距離的變化，得出結(jié)論．

解答 解：
（1）圖甲，兩小球滾下高度相同，速度相同，兩小球的質(zhì)量不同，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(shí)，物體的質(zhì)量越大，動能越大；
（2）圖乙兩小球的質(zhì)量相等，滾下的高度不同，探究的是動能與速度的關(guān)系；
圖乙中兩小球的質(zhì)量相同，滾下的高度越大，到達(dá)水平面的速度越大，將木塊推得越遠(yuǎn)，得出的結(jié)論是：質(zhì)量相同時(shí)，物體運(yùn)動的速度越大，動能越大；
（3）若水平面光滑，則小球碰撞木塊后，二者將不停地運(yùn)動下去，無法通過小球推動木塊的距離比較其動能的大小，所以應(yīng)選擇粗糙的水平面；
（4）a、研究超載隱患時(shí)，應(yīng)控制小球下滑的高度相同而質(zhì)量不同，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇1、3所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較；
b、研究超速隱患時(shí)，應(yīng)控制小球的質(zhì)量相同而速度不同，需讓質(zhì)量相同的小球從不同高度滾下，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇1、2所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較；
由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小球速度或質(zhì)量增大相同倍數(shù)情況下，木塊被推動的距離變化更大，可知在同等條件下超速帶來的安全隱患更大一些．
故答案為：
（1）速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動能越大；
（2）質(zhì)量相同時(shí)，物體運(yùn)動的速度越大，動能越大；
（3）粗糙；
（4）（a）1、3；（b）1、2；速度．

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)中研究動能大小的決定因素時(shí)運(yùn)用了控制變量法，反映動能多少時(shí)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法．從圖中現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、速度的不同是此題的關(guān)鍵．