Question

9．如图是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置．让同一小车从斜面上不同的高度由静止滑下，碰到同一木块上，观察木块在同一平面上的运动情况．请回答一下问题：
（1）在操作一中，小车从斜面上滑下，进入水平面时的动能是由重力势能转化来的．实验时通过比较木块被推动的距离来判断小车动能大小．
（2）如图实验是探究动能大小与速度的关系，可得出的结论是：当物体质量一定时，物体速度越大，动能越大．
（3）在探究动能大小与质量的关系时，小红同学对“质量不同的小车从同一斜面相同高度由静止滑下就能保证小车滑入水平面的速度相等”表示质疑．你能用简单的实验来解决小红的疑虑？请简述你设计的实验用两辆质量不相同的小车从相同高度的斜面上同时由静止滑下，观察两辆小车是否同时到达斜面的底部．

Answer 1

分析 （1）小车下滑过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；掌握转换法在实验中的应用，实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小；
（2）为了探究动能大小与速度的关系应控小球的制质量不变，改变小球的速度，结合题干中甲、乙两图分析小球质量和高度的关系，便可得出结论；
（3）探究“质量不同的小车从同一斜面相同高度由静止滑下就能保证小车滑入水平面的速度相等”，应控制两车的质量相同，并且从同一斜面的相同高度滑下．

解答 解：
（1）小车下滑过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；
实验中通过木块被小车推动的距离来比较动能的大小；
（2）在甲、乙两图中，使用同一个小车放置在不同的高度，控制了质量一定，改变了速度，所以甲、乙两图可以探究动能大小与速度的关系，得出的结论是：当物体质量一定时，物体速度越大，动能越大；
（3）在探究动能大小与质量的关系时，应控制速度相同，而小车的质量不同；
要比较两者速度的关系，根据v=$\frac{s}{t}$可知，可让小车通过相同的路程，比较所用的时间；
根据上面的分析，设计的实验如下：可以用两辆质量不相同的小车从相同高度的斜面上同时由静止滑下，观察两辆小车是否同时到达斜面的底部．
故答案为：（1）重力势能；木块被推动的距离；
（2）速度；当物体质量一定时，物体速度越大，动能越大；
（3）用两辆质量不相同的小车从相同高度的斜面上同时由静止滑下，观察两辆小车是否同时到达斜面的底部．

点评 此类实验题目是考查对控制变量法和转换法的掌握情况，及如何正确的对实验现象进行分析，归纳出正确的结论．