Question

11．如图是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置．
（1）实验中通过观察木块被推动距离的大小，来判断小球动能的大小．
（2）实验中为了研究动能大小与质量的关系．需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是让小球从斜面的同一高度滚下．
（3）质量和速度谁对动能的影响较大呢？某物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据，如表一和表二所示：

表一（小球撞击时的速度为v=8cm/s）			表二（钢球质量为m：100g）
序号	小球质量m/g	木块滑行距离s/cm	序号	小球撞击速度v/cm•s-1	木块滑行距离s/cm
1	100	10	1	8	10
2	200	20	2	16	40
3	300	30	3	24	90

分析这两组数据可以得速度对物体的动能影响较大，依据是质量增加一倍，动能增加为原来的两倍，速度增加一倍，动能增加为原来的四倍（或质量和速度增加相同的倍数，速度对动能大小的变化影响较大）．
（4）质量是100g的小球在水平面上运动的全过程中，三次克服阻力做的功是否相等？答：不相等．

Answer 1

分析 （1）转换法是物理研究中常用的方法之一，是将不易观察或测量的量通转换为容易观察或测量的量来进行研究的方法，这里就是通过观察木块被推动距离的大小来判断物体动能的大小；
（2）让小球从同一高度滚下，目的是让小球开始撞击木块时的速度相同；
（3）采用控制变量法，对表格进行数据分析影响动能大小的因素：质量、速度对动能的关系．
（4）小球到达水平面时的初速度不同，所以动能不同，最终都减小为零，据此判断克服阻力做功的情况．

解答 解：（1）物理学中，能够做功的多少表示具有能量的大小，实验中小球能够做功是体现在撞击小木块后推动小木块移动的距离越远，表示小球能够做的功越多，小球具有的动能就越大，所以通过观察小木块被推动的距离的大小，来判断小球动能的大小．
（2）让小球从同一高度滚下是为了使小球到达水平面时的速度相同；
（3）分析这两组数据可以得在速度相同，质量增加一倍时，动能增加为原来的两倍；在质量相同时，速度增加一倍，动能增加为原来的四倍（或质量和速度增加相同的倍数，速度对动能大小的变化影响较大）；所以对物体的动能影响较大的因素是速度．
（4）小球到达水平面时的初速度依次变大，所以动能依次变大，克服阻力做功，使小球最终的动能变为零，因此，其能量变化的总量依次变大，即克服阻力做的功依次变大．
故答案为：
（1）木块被推动距离；
（2）让小球从斜面的同一高度滚下；
（3）速度；质量增加一倍，动能增加为原来的两倍，速度增加一倍，动能增加为原来的四倍（或质量和速度增加相同的倍数，速度对动能大小的变化影响较大）；
（4）不相等．

点评 在该题的实验中，重点考查了我们对两种实验方法的理解和运用，一是转换法，二是控制变量法，都是物理研究中常用的方法，值得我们研究和掌握；在解决最后一问时，一定要注意小球动能的变化情况．