Question

1．小红猜想动能大小可能与物体的质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能大小与哪些因素有关．

①让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
②让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．上述甲、乙两组实验中：
（1）图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的速度．
（2）选用图甲探究的是动能与速度的关系．
（3）该实验中通过纸盒被推动的距离来判断小球动能的大小，此实验研究对象是小球（“小球”、“纸盒”）．
（4）若图乙中两次实验纸盒移动过程中受到摩擦力分别为f_甲、f_乙，则f_甲 等于f_乙．（选填“大于”、“小于”、“等于”）

Answer 1

分析 （1）当研究动能大小与质量的关系时，要让小球沿斜面的同一高度滚下，这样保证到达水平面时速度相同．
（2）当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一小球，从不同的高度滚下；
（3）通过小球对纸盒做功，来探究小球的动能大小，注意转换法的运用；这是研究的对象是小球的动能大小；
（4）滑动摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关，与运动的距离等无关．

解答 解：（1）图乙中，让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的速度，这是控制变量法的要求；
（2）图甲中，小球质量相同，开始滚下时的高度不同，因此选用图甲探究的是动能与速度的关系．
（3）该实验中通过纸盒被推动的距离来判断小球动能的大小，这属于转换法．此实验研究对象是小球具有动能的大小；
（4）若图乙中两次实验纸盒移动过程中受到摩擦力分别为f_甲、f_乙，由于纸盒对水平面的压力以及接触面的粗糙程度均不变，所以两次的摩擦力相同，即f_甲等于f_乙．
故答案为：（1）相同的速度；（2）速度；（3）纸盒被推动的距离；小球；（4）等于．

点评 解决此类问题要会利用控制变量法和转换法，探究影响动能的大小因素，是中考探究实验考查的重点之一．