Question

小宇用如圖所示的裝置探究“動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)？”的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）將質(zhì)量為m的小球從光滑斜面上的A處?kù)o止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖甲所示．
（2）將質(zhì)量為m的小球從光滑斜面上的B處?kù)o止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖乙所示．
（3）將質(zhì)量為2m的小球從光滑斜面上的B處?kù)o止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖丙所示．
根據(jù)上述三次實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：
①實(shí)驗(yàn)中小球動(dòng)能的大小是通過(guò)觀察比較______反映出來(lái)的，這里用到了物理學(xué)研究問(wèn)題的一種______方法（選填“直接測(cè)量”、“放大”或“轉(zhuǎn)換”）；
②為了探究動(dòng)能的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系，應(yīng)選用______兩個(gè)圖來(lái)分析，并由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______；
③分析乙、丙兩圖，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______；其中小球在光滑斜面上從B處滾到底端的過(guò)程中，小球的______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能．

Answer 1

【答案】分析：①當(dāng)要研究的物理量不易直接測(cè)量時(shí)，都要想辦法把它們的大小間接表示出來(lái)．這種研究物理問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法．小球動(dòng)能的大小不能直接用眼睛觀察，而是通過(guò)觀察小球推動(dòng)木塊所做的功的大小來(lái)反映，小球推動(dòng)木塊越遠(yuǎn)，做功越多．
②動(dòng)能的決定因素有兩個(gè)：質(zhì)量和速度，對(duì)于這類多因素問(wèn)題應(yīng)結(jié)合控制變量法進(jìn)行分析．
③動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量、速度．質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大．重力勢(shì)能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度．質(zhì)量越大，高度越高，重力勢(shì)能越大．在能量轉(zhuǎn)化中是減小的能轉(zhuǎn)化為增大的能．
解答：解：①小球動(dòng)能大小不能直接測(cè)量，而是通過(guò)小球推動(dòng)木塊在水平面上移動(dòng)的距離來(lái)反映．采用了轉(zhuǎn)換法．
②甲乙兩圖中兩球的高度不同，這樣到達(dá)底端的速度不同，但它們的質(zhì)量相同，所以可以探究動(dòng)能與質(zhì)量大小的關(guān)系；質(zhì)量越大的小球把平面上的木塊撞擊的更遠(yuǎn)，說(shuō)明小球的動(dòng)能越大，由此可以得出的結(jié)論是：物體質(zhì)量一定時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度越大，動(dòng)能越大．
③乙丙圖中兩球的質(zhì)量不同，高度相同，到達(dá)底端的速度不同，所以可以探究動(dòng)能與運(yùn)動(dòng)速度大小的關(guān)系；高度越高的小球運(yùn)動(dòng)到底端時(shí)速度越大，把木塊撞擊的更遠(yuǎn)，因此說(shuō)明其動(dòng)能越大；由此可以得出的結(jié)論是：在運(yùn)動(dòng)速度一定時(shí)，物體質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；
小球在光滑斜面上從B處滾到底端的過(guò)程中，高度減小重力勢(shì)能減小，速度變快，動(dòng)能增加，重力熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．
故答案為：①木塊在水平面上移動(dòng)的距離；轉(zhuǎn)換；②甲乙；質(zhì)量相同的物體，速度越大，動(dòng)能越大；③速度相同的物體，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；重力勢(shì)；動(dòng)．
點(diǎn)評(píng)：此類實(shí)驗(yàn)題目是考查對(duì)控制變量法和轉(zhuǎn)換法的掌握情況，及如何正確的對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，歸納出正確的結(jié)論．同時(shí)考查了能量間的轉(zhuǎn)化．