Question

7．如图甲是研究“物体动能的大小与哪些因素有关“的实验装置，实验中让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块．图乙是研究“牛顿第一定律“的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的水平面上运动．请回答下列问题：

（1）设计甲实验的目的是研究铁球 （选填“铁球”或“木块”）的动能大小与速度的关系；设计乙实验的目的是研究小车的运动与所受阻力的关系．
（2）甲实验是通过观察木块移动的距离，从而间接判断钢球动能的大小；乙实验是通过木块在粗糙程度不同的水平面上运动的远近，推理得出：在理想情况下，运动的物体如果不受力，将永远做匀速直线运动．
（3）若甲实验中水平面绝对光滑，还能得出结论吗？不能．

Answer 1

分析 （1）动能的大小与物体的质量和速度有关，探究动能与质量关系时，控制速度不变；探究动能与速度关系时，控制质量不变．
图乙是研究小车的运动与所受摩擦力的关系，此时应该让接触面的粗糙程度不同；
（2）图甲中可利用转化法研究小球的动能，即让钢球撞击木块，观察木块的滑行距离，可以判断出动能的大小．图乙中物体如果不受外力作用，则运动的物体将一直匀速直线运动状态．
（3）水平面绝对光滑，则没有阻力．

解答 解：（1）甲图中实验中让同一铁球从同一个斜面上不同的高度由静止开始运动，“同一铁球”控制了铁球的质量不变，铁球的高度不同，则铁球到达水平面的速度也就不同，因此该实验探究的是铁球的动能与速度的关系．
乙图实验中水平面的粗糙程度不同，所以是研究小车的运动与所受阻力的关系；
（2）在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小球推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法；
在图乙实验中，接触面越光滑，物体所受摩擦力越小，物体运动得越远，可推理得出：在理想情况下，如果物体不受外力作用，则运动的物体将一直做匀速直线运动．
（3）若甲实验中水平面绝对光滑，则没有阻力，木块会做匀速直线运动，故不能通过木块移动的距离来判断钢球动能的大小，所以不能得出结论．
故答案为：（1）铁球；速度；阻力； （2）木块移动的距离；不受力； （3）不能．

点评 本题中涉及到两个实验，实验器材与实验方法有相似的地方：都用到了斜面；都采用了控制变量法与转换法，学习中注意总结归纳．