Question

12．如圖所示，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，打到一個(gè)小木塊上，能將木塊撞出一段距離，放在同一水平面上相同位置的木塊，被撞得越遠(yuǎn)，表示鋼球的動能越大．現(xiàn)用質(zhì)量不同的鋼球從同一高度滾下，看哪次木塊被推得遠(yuǎn)．回答以下問題：

（1）設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)的目的是研究：動能跟質(zhì)量因素的關(guān)系；
（2）讓不同質(zhì)量的鋼球從同一高度滾下是為了使小球到達(dá)水平面有相等的初速度，這種探究方法是控制變量法，通過木塊被撞的距離，來判斷鋼球的動能的大小，這種探究方法是轉(zhuǎn)換法；
（3）此實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動能越大；
（4）下表中給出了一頭牛慢步行走和一名普通中學(xué)生百米賽跑時(shí)的一些數(shù)據(jù)：

物體	質(zhì)量m/kg	速度v（m•s-1）	動能E（J）
牛	約600	約0.5	約75
中學(xué)生	約50	約6	約900

分析數(shù)據(jù)，可以看出，對物體動能大小影響較大的因素是速度，你這樣判斷的依據(jù)是：人的質(zhì)量約是牛的質(zhì)量的$\frac{1}{12}$，而速度約是牛的12倍，此時(shí)動能約是牛的12倍，所以速度對動能的影響較大．（5）上述結(jié)論在高速公路中的應(yīng)用有：限速警示標(biāo)志．請你推測“限速警示標(biāo)志”上，大型車比小型車限速要慢（選填“快”、“慢”）些．

Answer 1

分析 （1）動能的決定因素有兩個(gè)：質(zhì)量和速度，要利用控制變量法去研究；
（2）實(shí)驗(yàn)過程要采用控制變量法，當(dāng)研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同；
鋼球把木塊推出的距離長，說明鋼球的動能大，這是一種轉(zhuǎn)換的方法；
（3）在實(shí)驗(yàn)中，控制了質(zhì)量相同，速度不同，研究動能與速度關(guān)系；總結(jié)結(jié)論要從這兒入手；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析對物體動能大小影響較大的因素；
（5）分析表中數(shù)據(jù)即可得出結(jié)論：速度對動能的影響較大．

解答 解：
（1）由于用的是質(zhì)量不同的球，起始點(diǎn)的高度相同，說明它們的速度相同，由控制變量法的思路可知，研究的是動能大小與質(zhì)量的關(guān)系；
（2）小球到達(dá)斜面的低端時(shí)的速度是由起始點(diǎn)的高度決定的，讓不同的鋼球從同一高度滾下是為了控制小球到達(dá)斜面的低端時(shí)的速度相同，此實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了控制變量法；
實(shí)驗(yàn)中通過觀察木塊被撞擊后運(yùn)動的距離的大小來間接判斷物體動能的大小，運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法；
（3）由圖知，兩個(gè)小球從同一高度滾下，速度相同，質(zhì)量大的將木塊推得較遠(yuǎn)，動能較大，此實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：當(dāng)速度一定時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動能越大；
（4）對物體動能大小影響較大的因素是速度；
因?yàn)槿说馁|(zhì)量約是牛的質(zhì)量的$\frac{1}{12}$，而速度約是牛的12倍，此時(shí)動能約是牛的12倍，所以速度對動能的影響較大；
（5）根據(jù)（4）中結(jié)論可知，速度對動能的影響比較大；由于大客車的質(zhì)量大，要減小其動能，其最大速度應(yīng)更小一些，所以高速公路上大客車的限速比小轎車慢．
故答案為：（1）質(zhì)量；
（2）使小球到達(dá)水平面有相等的初速度；控制變量法；轉(zhuǎn)換法；
（3）速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動能越大；
（4）速度；人的質(zhì)量約是牛的質(zhì)量的$\frac{1}{12}$，而速度約是牛的12倍，此時(shí)動能約是牛的12倍，所以速度對動能的影響較大；
（5）慢．

點(diǎn)評 明確本實(shí)驗(yàn)中研究動能大小的決定因素時(shí)運(yùn)用了控制變量法，反映動能多少時(shí)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法．