(7分)在探究“動能大小與哪些因素有關(guān)”的活動中,提供以下器材:中間有溝槽的木質(zhì)軌道(如圖甲,其中AB部分傾斜并與平直部分BC平滑連接, 溝槽較為光滑)、大小與溝槽相當?shù)牟A、鐵球 各一只、輕質(zhì)彈簧、刻度尺各一個.

(1)利用這套器材進行實驗時,可以通過比較                            ,來比較小球動能的大小,這種方法在科學上叫做“轉(zhuǎn)換法” .下面的四個研究實例中也采用這種方法的是:   (    )
A.學習電壓時,我們可以通過對比水壓來認識它
B.探究串聯(lián)電路電阻的關(guān)系時,通過分析總電阻與各導(dǎo)體電阻在電路中產(chǎn)生的效果來認識
C.探究電功大小跟哪些因素有關(guān)時,通過小燈泡的亮度來比較電功大小
D.探究電流與電壓、電阻關(guān)系時,控制電阻(電壓)不變,研究電流與電壓(電阻)關(guān)系
(2)為了研究動能與質(zhì)量大小的關(guān)系,應(yīng)讓玻璃球和鐵球分別從__________釋放.研究后得出的結(jié)論是:__________________________________________.
(3)課外興趣小組活動中,物理老師曾經(jīng)告訴同學們“重力勢能的大小與物體被舉起的高度成正比”.善于動腦的小明利用上述器材, 設(shè)計了一個研究彈簧彈性勢能E與壓縮量x之間關(guān)系的實驗方案:( 實驗裝置如圖乙)

①用某個小球?qū)椈蓧嚎s并測量出壓縮量x;
②松手釋放小球并在木板上記下小球上沖到達的最高位置;
③用刻度尺測量出小球上升的高度h.下表數(shù)據(jù)是小明的實驗記錄.由表中可知,
若壓縮量x=1.00cm時,小球上升的高度h1,壓縮量x=2.50cm時,小球上升的高度h2,則h1_______h2(選填“>”“<”或“=”).
(4)若小球到達最高點時彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能.分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)彈簧的彈性勢能E與壓縮量x___________正比 (選填“成”或“不成”) .
實驗
次數(shù)
彈簧壓縮量x(cm)
上升的高度h(cm)
1
1.00
1.50
2
2.00
5.99
3
3.00
13.50
4
4.00
23.98
 
分析:(1)小球動能的多少是通過它對彈簧做功的多少來認識的,對彈簧做功的多少又是通過彈簧被壓縮距離來體現(xiàn)的.要知道哪種方法是否是轉(zhuǎn)換法,就要分別知道它們分別是什么研究方法.
(2)物體動能的大小質(zhì)量和速度兩個因素有關(guān),因此要用到控制變量法進行研究.
(3)在乙圖的裝置中,是將彈性勢能轉(zhuǎn)換為動能,然后將動能又轉(zhuǎn)化為重力勢能.由彈性勢能的決定因素可知,彈性形變的程度決定了彈性勢能的大小.進而確定重力勢能的大。亓菽艿拇笮∮钟猩叩母叨葋眢w現(xiàn).由此突破此題.
(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析,比較物體提升高的高度的倍數(shù)是否與彈簧壓縮量的變化倍數(shù)相同即可確定是否成正比.
解答:解:(1)小球壓縮彈簧,對彈簧做功,做功的多少反映了小球動能的多少,彈簧被壓縮的程度越大,說明小球的動能越大.所以,可以通過彈簧被壓縮的程度來反映小球動能的多少.
A、用水壓來描述電壓是一種轉(zhuǎn)換法.
B、探究串聯(lián)電路電阻的關(guān)系時,通過分析總電阻與各導(dǎo)體電阻在電路中產(chǎn)生的效果來認識
這是一種等效替代法.
C、探究電功大小跟哪些因素有關(guān)時,通過小燈泡的亮度來比較電功大小是一種轉(zhuǎn)換法.
D、探究電流與電壓、電阻關(guān)系時,控制電阻(電壓)不變,研究電流與電壓(電阻)關(guān)系是控制變量法.
故選C.
(2)要研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系,由控制變量法的應(yīng)用可知:就要控制速度不變,讓質(zhì)量變化.速度是通過起始點的高度來控制的.所以要控制兩球從同一高度滾下.
(3)壓縮量x=1.00cm時與壓縮量x=2.50cm時,彈簧的彈性形變小,彈性勢能就小,最終轉(zhuǎn)換成的重力勢能就少,所以上升的高度就低.故h1<h2
(4)由表中數(shù)據(jù)知:當壓縮量由1.00cm變?yōu)?.00cm時,壓縮量變?yōu)?倍.而反映彈簧彈性勢能大小的小球的高度是從1.50cm變成了5.99cm,是原來的4倍,所以彈簧的彈性勢能E與壓縮量x不成正比.進一步分析,應(yīng)該與壓縮量x的平方成正比.
故答案為:(1)彈簧被壓縮的程度;C.
(2)軌道的同一高度處;物體的速度相同時,質(zhì)量越大具有的動能越大.
(3)<.
(4)不成.
練習冊系列答案
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(1)此實驗中,通過觀察什么來比較小球的動能大小?答:                 
(2)同一小球分別從同一滑軌的不同高度A處和B處滾下,到達水平面時速度vA大于 vB?芍∏虻膭幽艽笮∨c它的       有關(guān)。
(3)此實驗?zāi)軌蛘f明:         一定時,速度越大,動能越大。

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如圖所示,是“研究動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置。

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表一(鋼球撞擊時的速度為v=8cm/s)
表二(鋼球質(zhì)量為m:100g)
序號
鋼球質(zhì)量m/g
木塊滑行距離S/cm
序號
鋼球撞擊速度v/cm.s-1
木塊滑行距離S/cm
1
100
10
1
8
10
2
200
20
2
16
40
3
300
30
3
24
90
 
分析這兩組數(shù)據(jù)可以得        對物體的動能影響較大,依據(jù)是                    。
(3)某同學利用上述實驗裝置探究“動能大小與質(zhì)量”的關(guān)系,它將不同質(zhì)量的小球從斜面上由靜止自由滑下,實驗記錄數(shù)據(jù)如下:
鋼球的質(zhì)量m/g
0.1
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
木塊滑行距離S/m
0.12
0.10
0.12
0.12
0.11
0.13
0.12
 
該同學根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)得出物體的動能大小與質(zhì)量無關(guān),你認為實驗結(jié)論與物理事實是否相符?    (選填:相符或不相符);你認為出現(xiàn)此實驗現(xiàn)象的主要原因是              。

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(5分)小明同學在研究“動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中對小球在斜面上的運動狀況很感興趣,于是他找來頻閃照相機對小球在斜面及其運動到光滑的水平面時的情況進行拍照,每隔0.1s的時間曝光一次,如圖是小明做三次實驗的示意圖,請根據(jù)圖示回答下列問題。

(1)如圖(a)小球從A點運動到D點,平均速度為   m/s,小球在斜面上運動速度越來越
        (選填“大”或“小”),在水平面上的運動   (選填“是”或“不是”)勻速直線運動。
(2)如圖(b)所示,小明再換用質(zhì)量較大的球重做實驗,比較圖(a)和圖(b),你可以得出結(jié)論:   。
(3)小明又將圖(a)實驗用的小球放在   10.0cm處,自由釋放小球,拍攝出如圖(c)所示的照片,比較圖(a)和圖(c),得出結(jié)論:   

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