Question

3．如图是我们“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置．

（1）该实验是研究小车（选填“小车”或“木块”）的动能大小和哪些因素有关的；通过观察木块被移动的距离来判断动能的大小．
（2）甲图所示方案是为了探究动能大小与速度关系的，根据你所学的知识可得出的结论是质量一定时，速度越大，动能越大．
（3）小明想用乙图所示方案探究动能大小与质量的关系．该方案是否合理？不合理．理由是没有控制小车到达水平面的速度相同．
（4）实验中若使用的木块质量较大，为确保实验仍有较明显的现象，有多种方法．请答一种方法：增加小车下滑的高度．

Answer 1

分析 （1）（2）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；
（3）该实验利用了控制变量法，如果探究动能大小与质量的关系，必须保证运动速度相同，应该使小车从斜面的相同高度滑下；
（4）可以让小球到达水平面时速度小，或在水平面上受的摩擦力大两方面考虑．

解答 解：（1）在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小车动能大小的，采用的是转换法的思想；
（2）甲图中实验中让同一小车从同一个斜面上不同的高度由静止开始运动，“同一小车”控制了小车的质量不变，“不同高度”小车的高度不同，运动的速度也就不同，因此该实验探究的是小车动能与速度的关系；物体动能大小与速度的关系是：物体质量一定时，速度越大动能越大；
（3）要探究动能大小与质量的关系，应该控制小车的速度相同，让小车从斜面的同一高度滑下，由图乙可知不合理；
（4）实验中若使用的木块质量较大，小车撞击木块时，木块移动的距离较小，实验现象不明显，为使实验有较明显的现象，可以通过增大小车在斜面上的高度来增大小车的速度，从而增大小车的动能，增大对木块做功的多少，增大木块在水平面上滑行的距离；也可以通过减小接触面粗糙程度的方法来减小摩擦力，使木块在水平面上滑行距离增大．
故答案为：（1）小车、木块被移动的距离；（2）速度；质量一定时，速度越大，动能越大；（3）不合理；没有控制小车到达水平面的速度相同．
（4）增加小车下滑的高度．

点评 此类实验题目是考查对控制变量法和转换法的掌握情况，及如何正确的对实验现象进行分析，归纳出正确的结论．