Question

（2008?玄武區一模）某同學在探究“動能大小與哪些因素有關”的實驗中，設計了如圖所示的實驗方案，并進行了如下的實驗：

步驟1：讓鋼球從斜面A點由靜止開始下滑，到達水平面時速度為v₁，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離S₁；
步驟2：讓鋼球從斜面B點由靜止開始下滑，到達水平面時速度為v₂，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離S₂；
步驟3：改變鋼球的質量讓鋼球從A點由靜止開始下滑，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離S₃．
（1）比較v₁、v₂，可知v_l

＞

V₂（選填“＞”、“＜”、“=”）這是因為

小球在A點處具有的重力勢能大于在B點處的重力勢能

．
（2）設計步驟1和步驟2的目的是

探究在質量一定時，物體動能的大小與速度的關系

．
（3）比較步驟

1

和步驟3可以探究動能大小和物體

質量

的關系．

Answer 1

分析：此題中研究了物體動能與質量、速度兩個物理量間的關系，通過控制變量法進行探究是本實驗的突出特點，因此，明確變量與不變量，通過分析現象可得出相應的結論．

解答：解：（1）A點高于B點，小球在A點處具有的重力勢能大于在B點處的重力勢能，所以當同一小球滑下時，v₁大于v₂；
（2）在步驟1和步驟2中，物體的質量相同，速度不同，因此是在質量相同的情況下，探究動能與速度的關系；
（3）步驟1和步驟3則是在速度相同的情況下，探究動能與質量的關系．
故答案為：
（1）＞，小球在A點處具有的重力勢能大于在B點處的重力勢能；
（2）探究在質量一定時，物體動能的大小與速度的關系；
（3）1，質量．

點評：物體動能的大小與物體的質量和物體運動的速度有關，因此，在研究一個變量與兩個變量之間的關系時，我們依然要用控制變量法來進行探究．明確了這一點，再分析此題的現象就容易多了．