Question

（2011?紅橋區(qū)一模）小明學習了物理知識后知道，滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關．在體育課上，他觀察到，在地面上滾動的實心球也會受摩擦力而慢慢停下來，于是他猜想：在地面上滾動的物體，所受摩擦力的大小也與接觸面的粗糙程度有關．為了驗證自己的猜想，他利用一小鐵球、木板、棉布、毛巾等器材，設計了如圖甲的探究實驗．
（1）由甲圖分析可知，滾動的小鐵球在

毛巾

表面上受到的摩擦力最大，小明的猜想是

正確

的（選填“正確”、“錯誤”）；
（2）小明在操作中每次都讓小鐵球從同一高度滾下的目的是：

讓它們具有相同的速度（動能）

．

小明還想探究物體的動能與哪些因素有關，在上一次所用器材的基礎上，他還找來外形與小鐵球相同的小木球和一個小紙盒，設計了如圖乙a、b、c的實驗探究．
（3）比較圖乙中的

a、c

兩圖的情境可知，運動物體的動能與物體的質(zhì)量有關；
（4）比較圖乙中的

a、b

兩圖情境可知，運動物體的動能與物體運動的速度有關；
（5）根據(jù)小明的實驗結論分析，小明在體育訓練中投出的實心球離手后在空中飛行過程中其動能會發(fā)生變化，丙圖中最能反映實心球動能的變化情況的是

C

．

Answer 1

分析：在這兩個類似的實驗中，都是研究一個量與多個變量的關系，因此都要用到控制變量的方法，分析實驗過程時，既要注意的被研究的量，又要注意要需控制的量，最后找出相關量之間的變化關系．最后的實心球的問題要根據(jù)我們的經(jīng)驗理解，想象出它在飛行時的情形，再結合動能與重力勢能的轉化，最后才能做出正確的判斷．

解答：解：（1）甲圖中三次小球的高度相同，接觸面不同，小球在毛巾表面滾動得最近，因此它的摩擦力最大，小明的猜想是正確的；
（2）讓小球每次從相同的高度滾下，這樣小球才有相同的速度（動能），這符合控制變量法的要求；
（3）a、c中只有小球的質(zhì)量不同，其它條件均相同，鐵球能將小盒推得更遠，說明運動物體的動能與物體的質(zhì)量有關；
（4）a、b中小球滾下的高度不同，其它條件均相同，更高處滾下的將小盒推得更遠，說明運動物體的動能與物體運動的速度有關；
（5）實心球離開手時，速度最大、動能最大，在上升過程中動能轉化為重力勢能，直至達到最高點時，動能最小（因球一直在運動，故動能不為零），然后在下落過程中重力勢能逐漸轉化為動能，動能繼續(xù)增大，直至落回地面，在整個轉化的過程中，因為空氣阻力的作用，機械能不守恒，因此，最后的動能會小于最初的動能．根據(jù)這些分析，結合圖象判斷，只有C符合題意．
故答案為：（1）毛巾，正確；（2）讓它們具有相同的速度（動能）；（3）a、c；（4）a、b；（5）C．

點評：利用控制變量法去進行實驗和分析實驗，是這兩個實驗的共同特點，注意實驗條件的變化，有針對性地分析兩個量之間的關系，才是本題要把握的關鍵．本題中的易錯點在第（5）小題，分析的關鍵在于把握實心球飛行過程中能量的轉化，這樣才能做出正確的判斷．