Question

6．图甲是研究“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，在粗糙程度不同的平面上运动．图乙是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上．请回答以下问题：
（1）设计甲实验的目的是研究小车的运动与所受摩擦力 的关系；设计乙实验的目的是研究钢球动能的大小与速度 的关系．
（2）甲实验是通过木块在粗糙程度不同的平面上运动的远近，推理得出：在理想情况下，运动的物体如果不受外力作用，将永远做匀速直线运动；乙实验是通过木块被推动距离的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小．

（3）我们知道物体的质量和它的速度都能影响物体的动能，请在下面的横线上写出怎样研究物体的动能与质量的关系？让质量不同的钢球从同一斜面上相同的高度由静止滚下，碰到同一木块上，比较木块移动的距离．

Answer 1

分析 （1）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；
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．
（2）图甲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；
图乙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．
（3）探究物体的质量对物体动能的影响时，应控制速度不变，改变物体的质量不同．

解答 解：
（1）甲实验中的小车与地面的粗糙程度不同，所以是研究小车的运动与所受摩擦力的关系；
乙图中实验中让同一小球从同一个斜面上不同的高度由静止开始运动，“同一小球”控制了小球的质量不变，“不同高度”小球的高度不同，运动的速度也就不同，因此该实验探究的是小球动能与速度的关系．
（2）由图甲可知，接触面越光滑，物体所受摩擦力越小，物体运动的越远，所以如果物体不受外力作用，则运动的物体将一直匀速直线运动状态；
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，采用的是转换法的思想；
（3）为了探究物体的质量对物体动能的影响，设计的实验：让质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止滚下，碰到同一木块上，观察木块运动的距离．
故答案为：（1）摩擦力；速度；（2）不受外力作用；距离；（3）让质量不同的钢球从同一斜面上相同的高度由静止滚下，碰到同一木块上，比较木块移动的距离．

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．