Question

17．图甲是小新研究的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上．图乙是小华研究的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的平面上运动．请回答以下问题：

（1）小新设计甲实验的目的是研究动能的大小与质量的关系；小华设计乙实验的目的是研究小车的运动状态改变情况与所受阻力的关系．图乙实验中，我们将观察到在越光滑的平面上，小车能运动的距离越远．
（2）若想探究摩擦阻力大小与接触面粗糙程度的关系，则还需弹簧测力计具体测量出，在粗糙程度不同的平面上运动的物体所受摩擦力的大小，如图丙所示．此实验过程中，弹簧测力计应拉动木块作匀速直线运动，根据二力平衡知识可测得摩擦力大小．
（3）上述三个实验，探究过程都需要用到转换法．

Answer 1

分析 （1）物体的动能与物体的质量和速度有关，在探究时需要利用控制变量法进行分析，即探究动能的大小与质量的关系时，需要控制小球的速度相同；
在斜面实验中，接触面的粗糙程度不同，小车的运动距离不同；
让小车从斜面的相同高度滑下，是为了使其具有相同的速度；小车受的摩擦力越小，小车运动的越远；
（2）要使拉力与摩擦力相等，需沿水平方向拉动木块做匀速直线运动；
（3）分析上述三个实验的探究过程，得出用到的实验方法．

解答 解：
（1）甲实验中球所处的高度不同，质量相同，所以可以探究动能的大小与速度的关系；
乙实验中小车在同一高度滑下，则到达底端的速度相同，在粗糙程度不同的平面上运动时所受的摩擦力不同，所以可以探究小车的运动与所受摩擦力的关系；
乙实验中，让小车从斜面的相同高度滑下，是为了使小车在水平面运动的起始速度相同；水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车运动距离的越远；
（2）实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动，此时拉力与摩擦力平衡，根据二力平衡条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（3）甲实验中通过观察木块被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小，运用了转换法；
乙实验中通过观察小车在水平面上运动的距离的大小来间接判断阻力的大小，运用了转换法；
丙实验中通过观察弹簧测力计示数的大小来间接判断摩擦力的大小，运用了转换法；
上述三个实验，探究过程都需要用到转换法．
故答案为：（1）动能的大小与质量的关系；阻力；远；（2）匀速直线；二力平衡；（3）转换．

点评 在解决多因素问题时常利用控制变量法进行分析，对于动能的大小研究常采用转化法进行分析．