Question

11．根据所学过的实验，回答下列问题：

（1）图1实验说明：动能和重力势能可以相互转化；
（2）如果在图2-甲中C点用弹簧测力计拉，为了使杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数最小．应竖直向上拉动．如图2-乙所示，如果把弹簧测力计斜拉，且拉环固定在支架上，杠杆水平平衡时弹簧测力计求数比图2-甲中测力计的示数大（选填“大”或“小”）．如果此时在A点的钩码下方再挂一下钩码，为了再次使杠杆水平平衡，且弹簧测力计示数不变，应将悬点D向上（选填“向上”或“向下”）移动．
（3）如图3所示是小明和小华“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置．
实验中小明通过观察木块被小车推动的距离的大小，来判断小车动能的大小．而小华认为：实验中可以不用木块，可以直接根据小车在水平桌面上滑行的距离，来判断小车动能的大小；因为物体的动能越大，在水平面上滑行的距离就越长．你认为：小华的观点是错误（选填“正确”或“错误”）的，理由是质量不等（选填“不等”或“相等”）的小车，在同一水平桌面上滑行时所受的摩擦力不等（选填“不等”或“相等”）．

Answer 1

分析 （1）运动的物体具有动能，被举高的物体具有重力势能，二者可以相互转化；
（2）要使力最小，应该使力臂最大，杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上，力臂最大．根据阻力阻碍杠杆转动，动力促使杠杆转动，判断动力的方向．
杠杆都在水平位置平衡，当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，力臂变小，力变大．
当阻力臂不变，动力不变时，阻力增大，根据杠杆平衡条件，动力臂一定增大，来判断弹簧测力计的拉动方向的变化，来判断悬点D的变化．
（3）若一个物体能够对外做功，我们就说该物体具有能量，在实验中我们一般将物体具有能量的多少转化为其能对外做功的多少，故此实验把物体具有动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明小车的动能越大．在实验中需让小车推动同一木块做功来反映小车动能的大小，同一木块受到的摩擦力相同．

解答 解：（1）图1的实验中，滚摆上下运动，其速度和高度在来回变化，可以说明动能和重力势能可以相互转化；
（2）为了使杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计示数最小，应使力臂最大，力臂在杠杆上，所以弹簧测力计要竖直拉动杠杆．图中钩码使杠杆逆时针转动，拉力要使杠杆顺时针转动．所以弹簧测力计要竖直向上拉动杠杆．
阻力、阻力臂不变，弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，动力臂变小，动力增大，所以弹簧测力计示数变大．
如果此时在A点的钩码下方再挂一个钩码，为了再次使杠杆在水平位置平衡，阻力增大，阻力臂、动力不变，要增大动力臂才能使杠杆再次平衡，所以弹簧测力计倾斜的角度要大一些，所以悬点D要向上移动．
（3）在该实验中我们用到了转换的方法，实验中通过观察木块被小球推动的距离的大小，来判断小车动能的大小；
实验中若不用木块只是通过小车的运动来反映动能的大小，这样是不科学的，因为质量不同的小车在同一水平面上，由于压力不同，受到的摩擦力大小不同．
故答案为：（1）动能和重力势能可以相互转化；
（2）竖直向上；大；向上；
（3）木块被小车推动的距离；错误；不等；不等．

点评 （1）滚摆是研究动能与重力势能相互转化的最典型的实验之一，应熟知；
（2）探究杠杆的平衡条件时，操作步骤是大致相同的：首先调节杠杆在水平位置平衡，然后在挂钩码，使杠杆重新平衡．探究杠杆平衡时，弹簧测力计倾斜拉动杠杆在水平位置平衡，力臂变小，力变大，是本实验经常考查的内容．
（3）动能大小与物体的质量和速度有关，在探究过程中要利用控制变量法，实验中除了要控制小车的速度或质量外，还要使小车推动同一木块做功．