Question

15．為了探究物體動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．．

（1）圖甲是讓不同質(zhì)量的小球沿同一光滑斜面從B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊到放在同一水平面上的同一木塊，木塊在水平面運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止時(shí)的情景．據(jù)此你能得出的結(jié)論是速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；
（2）圖乙是讓質(zhì)量相同的小球沿同一光滑斜面分別從A、B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊到放在同一水平面上的同一木塊，木塊在水平面運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止時(shí)的情景．據(jù)此你能得出結(jié)論是質(zhì)量相同時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，動(dòng)能越大．
（3）本實(shí)驗(yàn)裝置的水平面如果絕對(duì)光滑，該實(shí)驗(yàn)還能得出結(jié)論嗎？不能．理由是：無(wú)法比較動(dòng)能的大小．
（4）實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們聯(lián)想到在許多公交事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，進(jìn)一步想知道，在影響物體動(dòng)能大小的因素中，哪個(gè)對(duì)動(dòng)能影響更大？于是利用上述器材進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定，得到的數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	小球的質(zhì)量m/g	小球自由滾下的高度h/cm	木塊被撞后運(yùn)動(dòng)的距離s/cm
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

（a）為了探究“超載”安全隱患，應(yīng)選擇1、3 兩個(gè)序號(hào)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較
（b）為了探究“超速”安全隱患，應(yīng)選擇1、2兩個(gè)序號(hào)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較．
分析表格中對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：超速對(duì)物體的動(dòng)能影響更大，當(dāng)發(fā)生交通事故時(shí)，由此造成的危害更嚴(yán)重．

Answer 1

分析 （1）分析圖甲，兩小球的質(zhì)量不同，可探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系；
（2）分析圖乙，小球滾下的高度不同，到達(dá)水平面的速度不同，可探究動(dòng)能與速度的關(guān)系；
（3）由牛頓第一定律內(nèi)容分析回答．
（4）a、研究超載危害，應(yīng)控制速度相等，即小球下滑的高度相同而質(zhì)量不同，分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后答題；研究超速危害，應(yīng)控制質(zhì)量相等，即小球下滑的高度不相同而速度不同，分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后答題．
b、應(yīng)用控制變量法，分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后答題．

解答 解：
（1）圖甲，兩小球滾下高度相同，速度相同，兩小球的質(zhì)量不同，探究的是動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，得出的結(jié)論是，速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；
（2）圖乙兩小球的質(zhì)量相等，滾下的高度不同，探究的是動(dòng)能與速度的關(guān)系；
圖乙中兩小球的質(zhì)量相同，滾下的高度越大，到達(dá)水平面的速度越大，將木塊推得越遠(yuǎn)，得出的結(jié)論是：質(zhì)量相同時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，動(dòng)能越大；
（3）若水平面光滑，木塊不受摩擦力，由牛頓第一定律可知木塊將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去．木塊通過(guò)的距離無(wú)法確定，做功的多少也無(wú)法確定．所以鐵球動(dòng)能的大小就無(wú)法比較．
（4）a、研究超載隱患時(shí)，應(yīng)控制小球下滑的高度相同而質(zhì)量不同，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇1、3所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較；
b、研究超速隱患時(shí)，應(yīng)控制小球下滑的高度不相同而質(zhì)量相同，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇1、2所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較；由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在同等條件下超速帶來(lái)的安全隱患更大一些．
故答案為：（1）速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；（2）質(zhì)量相同時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，動(dòng)能越大；（3）不能；無(wú)法比較動(dòng)能的大小；（4）（a）1、3；（b）1、2；超速．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)中研究動(dòng)能大小的決定因素時(shí)運(yùn)用了控制變量法，反映動(dòng)能多少時(shí)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法．從圖中現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、速度的不同是此題的關(guān)鍵．