Question

7．動能的大小與哪些因素有關(guān)呢？小雨相同的斜面、長木板和紙盒，兩個不同質(zhì)量的小球，設(shè)計了如圖所示的甲、乙、丙三次實驗，測量出每次實驗中紙盒移動的距離，再通過比較分析得出結(jié)論．
（1）小雨通過觀察比較紙盒移動的距離來比較小球動能的大小，這種科學(xué)研究的方法與以下選項中的D相同．
A．研究磁場時用磁感線表示
B．用黃豆和芝麻混合前后的體積變化研究分子間隙
C．研究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系時控制壓力的大小相同
D．電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流我們可以通過電路中的燈泡是否發(fā)光去確定
（2）要探究的是動能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選圖甲和圖乙進行實驗．
（3）實驗中觀察到紙盒移動的距離圖丙比圖甲短，可得出的結(jié)論是在質(zhì)量相同時，物體的速度越大，動能就越大．
（4）如果紙盒與小球碰撞的側(cè)面過于柔軟，則紙盒的移動的距離會偏小，請分析解釋原因紙盒的形變需要消耗部分機械能．

Answer 1

分析 （1）在物理學(xué)中，我們經(jīng)常把一些不易觀察的物理量轉(zhuǎn)化為便于觀察的物理量，這就是我們所說的轉(zhuǎn)換法，即在該實驗中，動能的大小不易觀察，于是我們將小球的動能的大小轉(zhuǎn)換為小球推動紙盒移動的距離 來觀察，即小球推動紙盒距離越遠，小球所具有的動能就越大；在物理學(xué)中經(jīng)常用的轉(zhuǎn)換法，請同學(xué)們注意區(qū)分和理解．
（2）動能的決定因素有兩個：質(zhì)量和速度，要研究動能與質(zhì)量的關(guān)系，必須保證速度相同，而質(zhì)量不同．
（3）比較甲和丙圖中小球的高度、質(zhì)量關(guān)系，而后再觀察小球推動紙盒移動的距離即可得出結(jié)論．
（4）如果紙盒與小球碰撞的側(cè)面過于柔軟，小球撞擊紙盒，紙盒要發(fā)生形變，需要消耗部分機械能，因而紙盒的移動的距離會偏�。�

解答 解（1）小雨通過觀察比較紙盒移動的距離來比較小球動能的大小，這種科學(xué)研究的方法叫轉(zhuǎn)換法，
A、磁感線實際不存在，是人們?yōu)樾蜗蟮孛枋龃艌龇植级�假想出來的，屬于建立模型法．此選項不符合題意；
B、在研究分子間存在間隙的實驗中，比較黃豆和芝麻混合前后的體積，根據(jù)體積減小得出分子之間有空隙，是通過實際實驗得出的，所以不符合題意；
C、研究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系時控制壓力的大小相同，屬于控制變量法，此選項不符合題意；
D、電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流我們可以通過電路中的燈泡是否發(fā)光去確定，屬于轉(zhuǎn)換法，此選項符合題意；
故選D．
（2）要研究動能與質(zhì)量的關(guān)系，要保持兩球的速度相等，即處于相同的高度滾下，我們應(yīng)選擇甲圖和乙圖來進行比較．
（3）比較圖甲與圖丙兩實驗可看出，此時小球的質(zhì)量相同，但從不同的高度釋放，其滾動到斜面低端的速度不同，推動紙盒的距離也不相同，故能得出：在質(zhì)量相同時，物體的速度越大，動能就越大的結(jié)論；
（4）如果紙盒與小球碰撞的側(cè)面過于柔軟，小球撞擊紙盒，紙盒要發(fā)生形變，需要消耗部分機械能，因而紙盒的移動的距離會偏小．
故答案為：（1）D；（2）乙；（3）在質(zhì)量相同時，物體的速度越大，動能就越大；（3）紙盒的形變需要消耗部分機械能．

點評 明確本實驗中研究動能大小的決定因素時運用了控制變量法，反映動能多少時運用了轉(zhuǎn)換法．