Question

20．小明猜想：动能的大小可能与物体的质量与物体的速度有关．为了验证这个猜想，他设计了如下实验方案：

（1）如图1所示，让同一个小球，分别从同一斜面的不同高度由静止滚下，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图所示）．这是为了探究动能的大小与速度关系．若木块被撞后移动的距离越远，说明小车对木块的推力做功越多，小车撞击木块时的动能越大．如果实验时，木块滑出木板了，在不改变器材的情况下，如何对实验进行改进？降低小车释放高度．
（2）在探究动能大小与物体质量关系时，应使小球从同一斜面的相同（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，控制小球的质量不相同（选填“相同”或“不同”）．
（3）有同学探究“动能与质量的关系”时，用如图2所示的实验装置，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，该实验方案是否可行？答：不可行．因为：因为未控制小球撞击木块时速度一定．

Answer 1

分析 （1）同一小车保证了质量相同，从斜面的不同高度滑下，到达水平面时的速度不同，木块被撞后移动的距离越远，推力做功越多，就可以说明木块的动能越大，从而得出质量相同时，速度越大的物体动能越大．动能的大小与物体的质量和速度有关；
（2）动能大小跟质量和质量有关．在探究动能大小跟质量关系时，控制质量速度不变；
（3）结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求．

解答 解：（1）让小车从斜面的不同高度滑下，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，运动距离越远，做功越多，动能越大．如果实验时，木块滑出木板了，则小车的动能过大，减小小车动能的方法是降低小车释放高度，以减小小车的速度；
（2）若探究质量对动能的影响，应使小球的速度相同，质量不同，所以需使质量不相同的小球从斜面的相同高度由静止滑下；
（3）利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，该实验方案不可行，因为因为未控制小球撞击木块时速度一定．
故答案为：（1）速度；做功；越大；降低小车释放高度；（2）相同；不相同；（3）不可行；因为未控制小球撞击木块时速度一定．

点评 掌握影响动能大小的影响因素，利用控制变量法和转换法，探究动能大小跟各因素之间的关系．