Question

15．物体由于运动而具有的能，叫做动能．在“探究物体的动能与那些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：
A．物体的动能可能与物体的质量有关；
B．物体的动能可能与物体的速度有关．
设计以下探究实验：让质量为m的小球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动．运动的小球碰上水平面上静止的木块后，能将木块撞出一段距离s．实验过程如图甲、乙、丙所示．图中m₁＜m₂、s₁＜s₂、s₁＜s₃、h₁＜h₂，水平面上所用的木块是同一木块．
（1）通过观察比较木块被撞的距离就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法（选填“放大”、“控制变量法”或“转换”）
（2）通过比较甲、乙，可初步验证B （填猜想序号）是正确的；
（3）通过比较甲丙 两次实验，初步验证猜想A是正确的．
（4）实验表明：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大．

Answer 1

分析 物体由于运动而具有的能叫动能．
（1）探究物体动能大小与哪些因素有关的实验中，小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现，实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少，用到了转换法；
（2）动能的决定因素有两个：质量和速度．根据控制变量法的思路，去分析解决．

解答 解：物体由于运动而具有的能叫动能．
（1）探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体验，所以通过小球对木块外做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小，所用方法为转换法；
（2）动能的大小与质量和速度有关，若要探究动能的大小与质量的关系，需控制小球的速度相同，质量不同．所以应选质量不同的两个小球，又因为小球起始点的高度越高，到水平面的速度越大，为了使得两球到水平面的速度相同，应该使两球在斜面的相同高度滚下来．所以要探究动能的大小与质量的关系，应通过图中甲、乙两次实验进行对比；
（3）分析甲、丙两图，小球释放的位置相同，到达水平面时，初速度相同，当两球的质量不同，丙图中小球质量大，木块被推动的距离大，说明丙图中小球的动能大，故可以得出初步结论是：速度相同时，物体质量越大，动能越大，验证A的观点；
（4）综上所述可得：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大．
故答案为：运动；（1）木块被撞的距离； 转换；（2）B；（3）甲丙；（4）大；大．

点评 动能的决定因素有两个：质量和速度．要研究物体的动能与物体的质量和速度的关系时，要从控制变量法的思路入手分析．注意解本题时，要把握图中的相同点与不同点．