Question

2．興趣小組提出利用”研究動能的大小與哪些因素有關(guān)“的實驗裝置（如圖所示）與所需點的器材（斜面、木塊、不同質(zhì)量的小鋼球）來探究“影響重力勢能大小的因素”的設(shè)想．請你幫助完成如下實驗方案：（1）實驗中通過觀察木塊移動的距離的大小，來判斷小球重力勢能的大小．
（2）本實驗中若水平面絕對光滑則不能得出結(jié)論，原因是鋼球和木塊將做勻速直線運動，不能達到探究的目的．
（3）實驗中為了要探究重力勢能與物體的質(zhì)量的關(guān)系要選用圖中乙，具體的操作方法是讓小球從相同（選填“相同”或“不同”）的高度由靜止?jié)L下．
（4）通過比較分析可以得出的結(jié)論是物體的質(zhì)量越大，高度越高，具有的重力勢能越大．

Answer 1

分析 （1）分析：此實驗把動能的大小轉(zhuǎn)換為木塊被撞擊后滑行的距離，距離越遠表明小球的動能越大．
（2）如果水平面絕對光滑，鋼球和木塊將保持勻速直線運動，永遠運動下去．
（3）掌握控制變量法在此實驗中的應用，重力勢能與物體的質(zhì)量和被舉高度有關(guān)，在探究重力勢能與其中一個量的關(guān)系時，另一個量保持不變，改變要探究的量．
（4）重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)．

解答 解：（1）實驗中通過觀察木塊被撞擊后滑行的距離的大小來間接判斷物體動能的大�。�
（2）木塊因受到摩擦力，最終靜止；若水平面絕對光滑，根據(jù)牛頓第一定律，鋼球和木塊將永遠一直運動下去，沒有運動距離的遠近之分，就不能達到比較距離來比較動能的目的了．
（3）為了探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系，實驗中采用質(zhì)量不同的小球，在探究過程中要注意保持物體從同一高度由靜止?jié)L下；所以應選擇乙圖進行實驗；若要探究物體重力勢能大小與物體高度的關(guān)系，則需讓同一小球從不同高度滾下，所以應選擇甲圖進行實驗；
（4）通過比較分析可以得出的結(jié)論是：重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，物體的質(zhì)量越大，高度越高，具有的重力勢能越大．
故答案為：（1）木塊移動的距離；（2）鋼球和木塊將做勻速直線運動，不能達到探究的目的；（3）乙；相同；（4）物體的質(zhì)量越大，高度越高，具有的重力勢能越大．

點評 動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，注意控制變量法的應用，動能的大小通過小小球撞擊木塊的距離來反映動能的大小，體現(xiàn)了轉(zhuǎn)換法．