Question

6．为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的研究实验，将A、B、C三个小球先后从同一位置，分别从高度h_A、h_B、h_C的位置滚下（m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答：
（1）用来研究超速安全隐患时，需要控制的物理量是质量，实验时应选择甲乙两个图所示实验进行比较；
（2）用来研究超载安全隐患时，应选择甲丙两个图所示实验进行比较，通过这个实验得到的结论是汽车的速度一定时，质量越大动能越大．
（3）小华同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑．小明设计了如图丁所示的实验：让质量不同的钢球A、B同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等．
（4）由于钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况，不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是：减小斜面的倾斜角度．

Answer 1

分析 （1）实验中运用转换法来研究小球动能的大小，即观察小球撞击木块移动的距离远近；
（2）动能大小的影响因素：质量和速度．质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大．对照图示，结合控制变量法可得出结论；
（3）当两球的速度相等时，两球相对静止；
（4）斜面倾角越小，小球的运动时间越长，越便于观察．

解答 解：
（1）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大．选择质量相等到达水平面速度不同的AB小球，即甲、乙两图符合题意．
（2）超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大．选择到达水平面的速度相等，质量不同的AC小球进行实验，即甲、丙两图符合题意．
（3）观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等；
（4）因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况，不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可以减小斜面的倾斜角度．
故答案为：
（1）质量；甲乙；（2）甲丙；汽车的速度一定时，质量越大动能越大；（3）静止；（4）减小斜面的倾斜角度．

点评 （1）掌握控制变量法与转换法的运用．
（2）明确影响动能大小的因素，知道自由滚下的物体到达水平面的速度取决于物体的高度，跟质量无关．