Question

4．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．
（1）要探究物体动能的大小与速度的关系应选用甲图．（填“甲”、“乙”）
（2）甲、乙两组实验可以得出的结论是动能大小与物体的速度和质量有关，速度越大、质量越大，动能就越大．
（3）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，下列实例中与此实验方法相同的有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．

Answer 1

分析 （1）掌握控制变量法在实验中的应用：要探究动能与速度的关系，需保持物体的质量相等，速度不同，所以使同一小球从不同的高度滚下；
要探究动能与质量的关系，需保持物体的速度相等，质量不同，所以使质量不同的小球从同一高度滚下；
（2）根据甲、乙两图分析得出影响动能大小的因素；
（3）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，需保持物体的质量相等，速度不同，甲图让同一小球从不同的高度滚下，可以探究动能与速度的关系；
乙图中，让质量不同的小球从同一高度滚下，所以是探究动能与质量的关系；
（2）由图甲知，小球的质量相等，小球滚下的高度越大，到达底面的速度越大，则将木块推动的越远，说明具有的动能越大，可得当物体的质量相等时，物体的速度越大，动能越大；
由图乙知，质量不同的小球从同一高度滚下，速度相等，小球的质量越大，木块被推动得越远，说明动能越大，可得当物体的速度相等时，物体质量越大，动能越大；
综合可知动能大小与物体的速度和质量有关，速度越大、质量越大，动能就越大；
（3）这个实验中，利用小球推动木块距离的长短来比较物体的动能大小，这是应用了转换法；
①认识电流大小时，用水流进行类比，这是类比的方法，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，是转换法，符合题意．
故答案为：（1）甲；（2）动能大小与物体的速度和质量有关，速度越大、质量越大，动能就越大；（3）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．