Question

【題目】為探究動能大小的決定因素，實驗小組設計了如下圖所示的裝置。將鋼球從某一高度由靜止釋放，擺到豎直位置剛好撞擊到水平木板上的木塊，將木塊推動一段距離。由于鋼球的動能是由____________能轉化而來的， 結合對影響動能大小的因素的猜想，小組做了兩組對比實驗：

次數	鋼球質量/g	鋼球下擺高度/cm	木塊滑行距離/cm
1	20	20	10
2	40	20	29
3	60	20	35

實驗一：讓同一鋼球從不同高度由靜止釋放，目的是使鋼球擺到___(選填 “A”、“B”或“C”)點時速度不同，比較木塊被撞擊后移動的距離。

實驗二：讓質量不同的鋼球從相同高度由靜止擺下，記錄數據如上表，探究的是動能與________的關系。若在這組實驗中的某一次，木塊被撞后滑出木板，需要重做，甲同學建議換用同樣材質但是更長的木板，乙同學建議換摩擦更大的木塊，丙同學建議降低鋼球下擺的高度。你認為應當采用___(選 填“甲”、“乙” 或“丙”)同學的建議。

實驗完成后，各小組間對實驗的方法和設計的可行性進行了交流：

(1)該實驗沒有用到的實驗方法是___(選填序號) ；

A.控制變量法

B.轉換法

C.類比法

(2)若換用如右圖所示的裝置做該實驗，只可以用來探究動能大小和_______________的關系。

Answer 1

【答案】重力勢 B 質量 甲 C 速度

【解析】

[1]讓鋼球從某一高度由靜止釋放，在向下擺動的過程中重力勢能減小，動能增大，所以鋼球在最低位置獲得的動能是由初始位置時的重力勢能轉化來的。

[2]實驗一：讓同一鋼球從不同高度由靜止釋放，鋼球到達最低點時速度不同，使鋼球以不同的速度撞擊木塊，應用了控制變量法，故目的是使鋼球擺到B點時速度不同。

[3]實驗二：使質量不同的鋼球從相同的高度擺下,可使鋼球到達豎直位置時速度相同,從而探究動能與質量的關系。

[4]三次實驗的目的是探究動能的大小與質量的關系，所以實驗應保證鋼球的質量、木塊的質量、鋼球下擺的高度都不變，且木塊材質應相同，現做實驗時木塊被撞后滑出木板，所以應換用同樣較長的木板，應采用甲的建議。

(1)[5]由以上分析知該實驗中用到了控制變量法，實驗中通過觀察木塊被撞擊后運動距離的大小來間接判斷物體動能的大小，應用了轉換法，沒有運用到的實驗方法是類比法，故選C。

(2)[6]換用如圖所示的裝置做該實驗，彈簧被壓縮的程度不同，同一小球獲得的速度不同，若小球質量不同，則不能控制小球的速度相同，故只可以用來探究動能大小和速度的關系。