Question

【題目】為了探究物體動能大小與速度和質量的關系，老師給同學們提供了以下器材：傾角相同的斜面、長木板、質量為m、2m的木塊，以上器材材質和接觸面粗糙程度均相同，另有質量為m、2m的小鋼球若干；

(1)小明同學設計了如圖甲所示的實驗裝置來進行實驗：

同一小球分別沿斜面從2h、h高處由靜止自由釋放，然后分別撞擊放在水平面上的同一木塊，木塊在水平面上運動一段距離后靜止，發現從2h處滑下的小球能將木塊撞擊得更遠；從斜面不同高度滑下是為了使小球到達水平面時有不同的________，通過________比較小球動能的大小；實驗表明，質量相同時，速度越大，動能________；如果水平面光滑將不能用上述方法得出此結論因為木塊被撞開后將做________；

(2)接下來小明設計了如圖乙實驗：使質量為m，2m的兩個小球從斜面的同一高度同時由靜止滑下，發現它們總能同時到達斜面底端，說明到達底端時兩個小球具有________；經過測量發現兩次實驗中木塊被撞開的距離基本相等，仔細研究，他發現選取的木塊質量不相等，于是他認為這組實驗無法得出正確結論；但老師認為仍舊能夠得出“速度相同時，質量越大動能越大”的結論，原因是________。

Answer 1

【答案】速度 木塊被撞開的距離 越大 勻速直線運動 相同的速度 木塊質量不同，對地面壓力不同，壓力越大，摩擦力越大，木塊克服摩擦力做功越多

【解析】

(1)[1]動能的大小與質量和速度有關，若要探究動能的大小與速度的關系，需控制小球的質量相同，速度不同，所以應選同一小球，使小球在斜面的不同高度滾下來。

[2]動能大小通過對外做功的多少來體現，所以可以通過木塊在同一水平面上被撞擊的距離遠近來比較動能的大小。

[3]實驗表明，質量相同時，小球的速度越大，動能越大。

[4]若水平面絕對光滑，則不存在摩擦力，則木塊會做勻速直線運動，所以不能用上述方法得出結論。

(2)[5]小球從斜面的同一高度同時由靜止滑下，到達水平面時的速度是相同的。

[6]木塊的質量不同，則木塊對水平面的壓力是不同的，在粗糙程度相同時，壓力越大，摩擦力越大，在移動距離相同時，根據可知，摩擦力越大的，木塊克服摩擦力所做的功越多，越能說明對應小球的動能越大，所以能得出正確結論。