Question

某學習小組的同學為了探究物體動能的大小與什么因素有關，他們用如下圖所示的裝置進行實驗．讓鋼球從斜面由靜止滾下，撞到一個在水平面上放置的小木塊上，能將木塊撞出一段距離，木塊被撞的越遠，表示鋼球的動能越大．同學們進行了兩組實驗，第一組實驗是將質量不同的鋼球從斜面上同一高度處滾下，得到的實驗數據見表一．第二組實驗是將質量相同的鋼球從斜面上不同的高度滾下，得到的實驗數據見表二．  

表一 （鋼球撞擊木塊時的速度v=5cm/s）				表二 （質量為10g的鋼球）
序號	鋼球質量/g	木塊被撞擊的距離/cm		序號	鋼球撞擊木塊時的速度（cm/s）	木塊被撞擊的距離/cm
1	10	6		4	5	6
2	20	12		5	10	24
3	30	18		6	15	54

（1）第一組實驗的三次是將鋼球從斜面上同一高度處滾下，而第二組實驗的三次是將鋼球從斜面上不同的高度滾下，其目的是各是為了

控制鋼球到達水平面時的速度相等，使鋼球到達水平面上的速度不相等

．
（2）分析表一中的實驗數據，可得出的結論是

運動速度相等時，物體質量越大，動能越大

．
（3）分析表二中的實驗數據，可得出的結論是

物體質量相等時，運動速度越大，動能越大

．
（4）分析數據，可以看出，對物體動能大小影響較大的因素是

速度

，你這樣判斷的依據是

物體動能與物體的質量成正比，物體的動能與物體速度的平方成正比

．

Answer 1

分析：（1）鋼球從斜面上由靜止滾下，鋼球的重力勢能轉化為動能，鋼球開始下滑的高度相同，鋼球到達水平面時的速度相等，鋼球下滑的高度越高，鋼球到達水平面時的速度越大，根據實驗控制的變量分析答題．
（2）（3）實驗過程要采用控制變量法，當研究動能大小與質量的關系時，要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同當．研究動能大小與速度的關系時，應選擇同一鋼球，這樣可以保證小球的質量相同．
鋼球把木塊推出的距離長，說明的動能大，這是一種轉換的方法．
（4）對表中的數據進行分析，可以判斷出質量與動能，速度與動能之間的定量關系，從而可以解決該問題．

解答：解：（1）第一組實驗的三次是將鋼球從斜面上同一高度處滾下，鋼球到達水平面上時的速度相等；
第二組實驗的三次是將鋼球從斜面上不同的高度滾下，鋼球到達水平面時的速度不同．
（2）鋼球由斜面的同一高度由靜止下滑，它們到達水平面時的速度相等，由表一中的實驗數據可知，在速度相等的情況下，鋼球質量越大，木塊被撞擊的距離越遠，由此可得：運動速度相等時，物體質量越大，動能越大．
（3）鋼球從斜面上不同的高度滾下，鋼球到達水平面時的速度不同，鋼球的質量相等，由表二所示實驗數據可知，鋼球的速度越大，木塊被撞擊的距離越大，由此可得：物體質量相等時，運動速度越大，動能越大．
（4）表一中速度一定時，質量增大到原來的2倍、3倍，動能增大到原來的2倍、3倍，即動能與質量成正比；
表二中質量一定時，速度增大到原來的2倍、3倍，動能增大到原來的4倍、9倍；可見速度對動能影響比較大，由此可知，動能與物體速度的平方成正比．
故答案為：（1）控制鋼球到達水平面時的速度相等，使鋼球到達水平面上的速度不相等；（2）運動速度相等時，物體質量越大，動能越大；（3）物體質量相等時，運動速度越大，動能越大；（4）速度；物體動能與物體的質量成正比，物體的動能與物體速度的平方成正比．

點評：本題考查了實驗數據分析，考查了控制變量法與轉換法的應用，應用控制變量法分析表中實驗數據即可正確解題．