Question

9．如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置．
（1）实验中通过观察木块移动距离s的大小，来判断小球动能的大小，这种方法在物理学上称为转换法（选填“控制变量法”、“转换法”）．
（2）当研究动能的大小与速度的关系时，应该选用质量相同的两个小球从斜面上不同高度由静止滚下（选填“相同”或“不同”）．
（3）某同学利用上述实验装置“探究动能大小与质量”的关系，它将不同质量的小球从斜面上由静止自由滑下，实验记录数据如下：

钢球的质量m/kg	0.1	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40
木块滑行距离s/m	0.12	0.10	0.12	0.12	0.11	0.13	0.12

该同学根据以上实验数据得出物体的动能大小与质量无关，你认为实验结论与物理事实是否相符？不相符（选填：相符或不相符）；你认为出现此实验现象的主要原因是没有控制小球从同一高度静止滑下．

Answer 1

分析 （1）将小球动能的大小通过木块移动的距离来反映，是一种转换的思想；
（2）研究动能的大小与速度关系时，控制质量相同，速度不同；应选择同一小球，这样可以保证小球的质量相同；速度是通过控制小球在斜面上的高度来实现的．
（3）要研究物体的动能跟质量的关系，采用控制变量法，就要改变物体的质量，同时控制速度不变，不同质量的物体从同一高度下滑时，下滑到水平面的速度相同．实验时，采用不同质量的金属球从同一高度下滑．

解答 解：（1）小球动能的大小体现在对外做功的多少，可以通过木块移动的距离s来比较动能的大小；通过观察木块移动的距离s来比较小球动能的大小时用到了转换法；
（2）当研究动能的大小与速度关系时，应该控制小球的质量相同，速度不同，则应使质量相同的小球从不同的高度滚下；
（3）分析实验数据可得出“物体的动能大小与质量无关”的结论，与物理事实不相符；
实验时采用控制变量法，就要改变物体的质量，同时控制速度不变，即让不同质量的物体从同一高度静止下滑，下滑到水平面的速度相同，所以，出现此实验现象的原因是没有控制小球从同一高度静止滑下．
故答案为：（1）木块移动距离s；转换法；（2）相同；不同；（3）不相符；没有控制小球从同一高度静止滑下．

点评 此题是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验，考查了控制变量法和转换法在实验中的应用，同时考查了学生对数据的分析能力，要明确：
（1）用控制变量法研究动能大小的影响因素，用转换法表示动能的大小；
（2）不同质量的物体，在同一高度自由落下，到达地面的速度相同，越高自由落下时，到达地面的速度越大；
（3）分析时，一定抓住变量和不变量．