Question

在一次課外實驗小組的探究活動中，小明對老師給出的“小球在光滑斜面由靜止釋放時，所處高度越高，到達斜面底端的速度越大，而與小球質量無關”這一結論產生了質疑．他猜想小球從同一光滑斜面上自由滾到底端時的速度
猜想一：可能與小球在光滑斜面上的高度無關
猜想二：可能與小球的質量有關
他選擇了一些實驗器材，進行了如下實驗，如圖所示，A、B、C分別表示小鋼球在第0.1s末、第0.2s末、第0.3s末所處的位置，小鋼球1、2、3的質量關系為m₁＜m₂=m₃．
（1）實驗一：如圖所示，是為了驗證猜想

二

  （選填“一”或“二”），通過該實驗他得到的結論是：小球從同一光滑斜面上自由滾到底端時的速度與小球的質量

無關

（選填“有關”或“無關”）

（2）實驗二：如圖所示，小球2和3在同一光滑斜面的不同高度處同時由靜止釋放，到達底端時的速度分別為v₂、v₃，請判斷v₂

＜

  v₃，（選填“＞”、“=”或“＜”）．

（3）在完成了以上探究后，小明繼續進行“探究動能的大小與速度的關系”的實驗三，如圖所示，使用兩個小球從斜面不同高度自由滾下后推動相同的木塊移動．根據實驗的結果：他得出了“速度越大，動能越大”的結論，同組的小麗認為他的結論是不可靠的．你認為主要原因是

實驗中沒有使兩球質量相同（或者沒有用到控制變量法）

．

Answer 1

分析：（1）圖中兩球所處的高度相同，兩球的質量不同，因此是研究速度與質量的關系，結合兩球的運動情況進行判斷；
（2）小球從斜面上滾下時，重力勢能轉化為動能，小球所處的高度越高，動能越大，到達底端的速度就會越大；
（3）動能的決定因素有兩個：質量和速度，應該利用控制變量法進行分析．

解答：解：（1）由圖可知兩球所處的高度相同，但兩球的質量不同，所以該實驗是為了驗證小球的動能可能與小球的質量有關；
實驗發現兩球在相同的時刻到達同一地方，速度相同，因此球從光滑斜面上自由滾到底端時的速度與小球的質量無關；
（2）由圖可知，在相同的時間內，3球運動的距離比2球的運動距離遠，因此3球的速度較大；
（3）在研究動能與速度關系時，應該控制兩球的質量相同，在該實驗中兩球的質量不同，因此得出的實驗結論不可靠；
故答案為：（1）二；無關；（2）＜；（3）實驗中沒有使兩球質量相同（或者沒有用到控制變量法）．

點評：解決此類多因素問題要結合控制變量法進行分析解答．