Question

小明為了探究動能的大小與哪些因素有關，他設計了如圖甲、乙所示的實驗．

（1）讓質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）讓不同質量的兩個小球沿同-光滑斜面分別從B處開始向下運動，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、乙兩組實驗中：
（1）要探究動能與物體運動速度的關系應選用

甲圖

．（填“甲圖”或“乙圖”）
（2）乙圖中讓不同質量的兩個小球從同一高度滾下的目的是

使小球到達斜面底端與紙盒相碰時速度相同

．
（3）甲組實驗可以得出的結論是

質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大

，乙組實驗可以得出的結論是

運動速度相同的物體，質量越大，它的動能就越大

．
（4）該實驗采用的實驗方法是

控制變量法

．

Answer 1

分析：（1）轉換法是物理研究中常用的方法之一，是將不易觀察或測量的量通轉換為容易觀察或測量的量來進行研究的方法，這里就是通過觀察木塊被推動距離的大小來判斷物體動能的大小；
（2）讓小球從同一高度滾下，目的是讓小球開始撞擊木塊時的速度相同；
（3）甲圖中兩個小球的質量相同，探究動能與運動速度的關系；乙圖讓小球從斜面的同一高度滾下，速度相同，比較木塊被推動距離遠近來探究動能與質量的關系．

解答：解：（1）實驗中要探究動能與物體運動速度的關系，必須保持物體的質量一定，因此由圖可知應選甲圖；
（2）乙圖中讓小球從同一高度滾下是為了使小球到達水平面時的速度相同；
（3）甲圖中兩個小球的質量相同，讓小球從斜面的不同高度滾下，改變的是小球的運動速度，探究動能與運動速度的關系；
實驗表明，相同質量的小球，速度越大，推動紙盒越遠，表明小球的動能越大．結論是：小球的質量相同時，速度越大，動能越大；
乙圖讓小球從斜面的同一高度滾下，速度相同，比較紙盒被推動距離遠近來探究動能與質量的關系；
兩小球從斜面同一高度下滑，速度相同，質量大的小球推動紙盒的距離遠，表明質量大的小球的動能大．實驗可得出的結論是：小球的速度相同時，質量越大，動能越大；
（4）此實驗中用到的方法是：控制變量法．
故答案為：
（1）甲圖
（2）使小球到達斜面底端與紙盒相碰時速度相同
（3）質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質量越大，它的動能就越大
（4）控制變量法

點評：在該題的實驗中，重點考查了我們對兩種實驗方法的理解和運用，一是轉換法，二是控制變量法，都是物理研究中常用的方法，值得我們研究和掌握．