Question

13．小华为了探究物体动能的大小与质量、速度的关系，设计了如图甲、乙所示的实验．
实验甲：质量相同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
实验乙：质量不同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
小华还进行了多次对比实验，实验现象均与上述两实验相同．
（1）要探究物体动能的大小与速度的关系应选用甲（选“甲”或“乙”）图．
（2）由甲、乙两组实验可以得出的结论是物体动能的大小与质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大．
（3）若水平面绝对光滑，本实验将不能（选“能”或“不能”）达到探究目的．
（4）这个实验中，利用木块被碰撞后移动的距离来比较物体的动能大小，下列实例中与此方法相同的有②．（填编号）
①认识电流大小时，用水流进行类比
②用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的
③研究电流与电压的关系时控制电阻不变．

Answer 1

分析 （1）影响动能大小的因素是质量和速度，进行探究时要采用控制变量法的思想，控制相同因素，改变不同因素；
（2）比较甲、乙两组实验中的相同因素和不同因素，结合控制变量法的思想得出结论；
（3）由于阻力的作用，最终小球停下来，如果没有了任何阻力，则小球将会做匀速直线运动，也就无法比较其运动的远近了；
（4）掌握转换法在实验中的应用：实验中通过木块被小球推动的距离来反应小球动能的大小．

解答 解：（1）要探究物体动能的大小与速度的关系，必须控制物体的质量相同，速度不同，速度的不同是通过小球在斜面的高度来体现的，故符合条件的只有甲图；
（2）通过甲图可得到的结论是：质量相同时，物体的速度越大，动能越大；
通过乙图可得到的结论是：物体速度相同时，质量越大，动能越大；
因此综合两个实验可得到的结论是：物体动能的大小与质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大．
（3）若水平面绝对光滑且不计空气阻力，小球与木块将一直做匀速直线运动下去，无法比较其距离的大小，也就无法得出其动能的大小，因此，实验将不能达到探究目的．
（4）实验中利用木块被碰撞后移动的距离来比较物体的动能大小，属于转换法；
①认识电流大小时，用水流进行类比，这是类比法，不符合题意；
②用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的，这是转换法，符合题意．
③研究电流与电压的关系时控制电阻不变，这种方法是控制变量法，不符合题意．
故答案为：（1）甲；（2）物体动能的大小与质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大；（3）不能；（4）距离；②；

点评 此题是探究物体动能的大小与质量、速度的关系，主要考查了转换法和控制变量法在实验中的应用，这两种方法的应用很典型．