Question

【題目】小宇用如圖所示的裝置探究“動能的大小與什么因素有關？”的實驗步驟如下：

（1）將質量為m的小球從光滑斜面上的A處靜止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示．

（2）將質量為m的小球從光滑斜面上的B處靜止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示．

（3）將質量為2m的小球從光滑斜面上的B處靜止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動一段距離后靜止，如圖丙所示．

根據上述三次實驗，回答下列問題：

①實驗中小球動能的大小是通過觀察比較______反映出來的，這里用到了物理學研究問題的一種_____方法（選填“直接測量”、“放大”或“轉換”）；

②為了探究動能的大小與物體運動速度的關系，應選用___________兩個圖來分析，并由此得出的實驗結論是___________；

③分析乙、丙兩圖，得到的實驗結論是___________；其中小球在光滑斜面上從B處滾到底端的過程中，小球的___________能轉化為___________能．

Answer 1

【答案】 木塊在水平面上移動的距離 轉換 甲乙 質量相同的物體，速度越大，動能越大 速度相同的物體，質量越大，動能越大 重力勢 動

【解析】①小球動能大小不能直接測量，而是通過小球推動木塊在水平面上移動的距離來反映。采用了轉換法。②甲乙兩圖中兩球的高度不同，這樣到達底端的速度不同，但它們的質量相同，所以可以探究動能與質量大小的關系；質量越大的小球把平面上的木塊撞擊的更遠，說明小球的動能越大，由此可以得出的結論是：物體質量一定時，運動速度越大，動能越大。③乙丙圖中兩球的質量不同，高度相同，到達底端的速度不同，所以可以探究動能與運動速度大小的關系；高度越高的小球運動到底端時速度越大，把木塊撞擊的更遠，因此說明其動能越大；由此可以得出的結論是：在運動速度一定時，物體質量越大，動能越大；小球在光滑斜面上從B處滾到底端的過程中，高度減小重力勢能減小，速度變快，動能增加，重力勢能轉化為動能。