Question

小明为了探究动能的大小与哪些因索有关，他设计了如图甲、乙、丙所示的实验，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，如图甲和乙所示．
分别让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面从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，如图乙和丙所示．上述实验中：
（1）通过观察______来比较小球的动能大小，因此，从______处滚下的小球到达平面上动能较大．
（2）要探究动能与物体运动速度的关系应选用______图，选择的理由是______．
（3）乙和丙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是______．
（4）上述实验可以得出的结论是______．

Answer 1

解：（1）小球推动纸盒，对纸盒做功，对纸盒做功的多少体现小球动能的多少，小球将纸盒推的越远，说明小球的动能越多；因此，由图可知，从B处滚下的小球到达平面上动能较大．
（2）动能的大小与质量和速度有关，若要探究动能的大小与速度的关系，需控制小球的质量相同，速度不同．所以要探究动能与物体运动速度的关系应选用甲和乙图；
（3）为了探究物体的动能与质量的关系，应该让不同质量的钢球沿斜面同一高度静止滚下撞击水平板上的木块，这样它们到水平面的速度相等；
（4）经过以上分析可以看出，动能的大小与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也越大．
故答案为：（1）纸盒被推动的距离；B；（2）甲和乙；保持小球的质量相等；（3）到水平面的速度相等；（4）物体动能的大小和物体的质量、速度有关．
分析：（1）小球的动能的大小由小球的质量和速度来决定，研究动能大小与这两个因素的关系时，要用到控制变量法，小球起始点的高度体现了小球速度，小球动能的多少是通过它能够对外做功的多少来体现的；
（2）动能的大小与质量和速度有关．实验时用控制变量法分别探究；
（3）实验过程要采用控制变量法，当研究动能大小与质量的关系时，要让钢球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同．
（4）动能的决定因素有两个：质量和速度，所以应该利用控制变量法去分析解决，当研究动能与某个因素关系时，应该控制其它因素不变；然后可得出结论．．
点评：动能的决定因素有两个：质量和速度．要研究物体的动能与物体的质量和速度的关系时，要从控制变量法的思路入手分析．注意解本题时，要把握转换法和控制变量法的运用．