Question

2．小明为了探究动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图甲、乙所示的实验．
（1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
（2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
在上述甲、乙两组实验中：
（1）要探究动能与物体运动速度的关系应选用甲图，选择的理由是：小车的质量相同，下滑高度不同．
（2）乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使小车到达斜面底端（水平面）时速度相同．
（3）甲、乙两组实验可以得出的结论是物体的动能大小与物体的质量和速度有关．

Answer 1

分析 （1）要研究动能与速度关系，就要控制两车质量相同，速度不同．由此入手分析；
（2）小车起始点的高度，可以反映小车的速度．高度相同是为了控制到达斜面底端时速度相同；
（3）甲乙两图所示的实验中，分别了控制了小车的质量和速度相同，改变小球的速度和质量，由此得出动能与速度、质量的关系．

解答 解：（1）要研究动能与速度关系，应该控制小车的质量相同，改变小车的速度，甲图中质量相同小车处于同一斜面的高度越大，下滑时速度越大，满足这两个条件；
（2）小车起始点的高度在这题代表了速度的大小，让不同质量的两个小车从同一高度滚下的目的是：使小车到达斜面底端时速度相同；
（3）甲图的结论是：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；乙图的结论是：速度相同的物体，质量越大，它的动能越大；
所以综合起来的结论是：物体动能大小与其质量和速度有关，质量相同，速度越大动能越大；速度相同，质量越大动能越大．
故答案为：（1）甲；小车的质量相同，下滑高度不同；（2）使小车到达斜面底端（水平面）时速度相同；（3）物体的动能大小与物体的质量和速度有关．

点评 结合控制变量法，找出实验中的不同点：高度代表的速度的不同，是解决此题的关键．同时考查学生根据实验现象总结物理规律的能力．