Question

18．在探究“物體的動能與質量和速度是否有關”實驗中，小明先探究“物體的動能與質量是否有關”，所用的器材有：一個用長木板搭成的斜面；三個質量不同的實心鐵球； 一個木塊．各器材的組裝示意圖如圖甲所示．

（1）每次實驗時，都要將鐵球從斜面的同一高度由靜止釋放，其目的是控制到達水平面的初速度相同．
（2）鐵球動能的大小是通過木塊移動的距離來間接反映的．
（3）該實驗在操作時很難做到的是鐵球撞擊木塊時，使木塊沿與木板長邊平行的方向直線運動．
（4）某同學對小明的實驗方案進行改進：不用木塊，在木塊的位置上固定一個面積較大的擋板，在擋板前面貼上足夠厚的長方體橡皮泥，如圖乙所示，每次實驗后都要換上另一塊相同的橡皮泥．此外，還需要對小明的方案進行怎樣相應的調整？換成3個體積形狀完全相同，質量不同的其他金屬球．（如果需要，可增加其他器材）

Answer 1

分析 （1）在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，若要研究動能大小與質量的關系，應控制其運動的速度相同；
（2）（3）動能的大小通過觀察木塊移動的距離來反映出來；為了正確得出實驗規(guī)律，木塊移動時要做直線運動；
（4）注意實驗時要多次試驗，以便得出普遍規(guī)律．

解答 解：
（1）根據(jù)實驗的要求可知，從同一高度由靜止釋放的目的是控制到達水平面速度相同，該實驗的目的是研究鐵球的動能大小與質量的關系；
（2）實驗中，是通過觀察木塊移動的距離的大小，來說明鐵球對木塊做功的多少，從而判斷出鐵球具有的動能的大小，這是轉換法的運用；
（3）該實驗在操作時很難做到的是鐵球撞擊木塊時，使木塊沿與木板長邊平行的方向直線運動；
（4）實驗時要多次試驗，以便得出普遍規(guī)律．如圖2所示，每次實驗后都用同一鐵球，這是不合理的，要換成3個體積形狀完全相同，質量不同的其他金屬球．
故答案為：
（1）同一高度；控制到達水平面的初速度相同；
（2）木塊移動的距離；
（3）鐵球撞擊木塊時，使木塊沿與木板長邊平行的方向直線運動；
（4）換成3個體積形狀完全相同，質量不同的其他金屬球．

點評 本題考查了探究動能大小影響因素的實驗，除考查控制變量法的轉換法的運用外，最后通過一個對實驗進行改進是本題的新穎之處，需要我們認真分析．