Question

18．小华为了探究小球的动能大小与哪些因素有关，设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验．图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从相同高度处静止释放，撞击到放在水平面上的同一位置木块，木块在水平面运动一段距离后静止；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从不同高度处静止释放，撞击到放在水平面上的同一位置木块，木块在水平面运动一段距离后静止．

（1）要探究小球动能的大小与速度的关系应选用乙．（选填“甲”或“乙”）
（2）甲图实验可以得出的结论是在速度一定时，物体质量越大，动能越大．
（3）实验中通过比较木块被小球撞击后移动的距离来比较小球的动能大小．
（4）实验中，小华联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素与汽车的“超载”与“超速”有关，于是利用上述器材进行了实验；为了探究“超载”安全隐患，应选择甲图实验进行比较；为了探究“超速”安全隐患，应选择乙图实验进行比较．

Answer 1

分析 （1）（2）掌握控制变量法在实验中的应用：
要探究动能与速度的关系，需保持物体的质量相等，速度不同，所以使同一小球从不同的高度滚下；
要探究动能与质量的关系，需保持物体的速度相等，质量不同，所以使质量不同的小球从同一高度滚下；
（3）掌握转换法在实验中的应用：实验中通过木块被小球推动的距离来反应小球动能的大小．
（4）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．物体下落时重力势能转化为动能．重力势能跟质量和高度有关，动能跟质量和速度有关，同一个物体，下落到地面的速度取决于物体的高度．高度相同到达水平面的速度相同，越高到达水平面的速度越大．

解答 解：（1）要探究物体动能的大小与速度的关系，需保持物体的质量相等，速度不同，乙图让同一小球从不同的高度滚下，可以探究动能与速度的关系；
甲图中，让质量不同的小球从同一高度滚下，所以是探究动能与质量的关系；
（2）由图甲知，小球的质量相等，小球滚下的高度越大，到达底面的速度越大，则将木块推动的越远，说明具有的动能越大，可得当物体的质量相等时，物体的速度越大，动能越大；由图乙知，质量不同的小球从同一高度滚下，速度相等，小球的质量越大，木块被推动得越远，说明动能越大，可得当物体的速度相等时，物体质量越大，动能越大；
（3）这个实验中，利用小球推动木块距离的长短来比较物体的动能大小，这是应用了转换法；
（4）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，质量不同的甲图进行实验．
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乙图．
故答案为：
（1）乙；（2）在速度一定时，物体质量越大，动能越大； （3）木块被小球撞击后移动的距离；（4）甲；乙．

点评 此题是探究物体动能的大小与质量、速度的关系，主要考查了转换法和控制变量法在实验中的应用，这两种方法的应用很典型．