Question

10．某同学在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中，设计了如图所示的实验方案，并进行了如下的实验：
步骤l：让钢球从斜面A点由静止开始下滑，到达水平面时速度为v₁，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s₁；
步骤2：让钢球从斜面A点上方沿斜面由静止开始下滑，到达水平面时速度为v₂，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s₂
步骤3：改变钢球的质量让钢球从A点由静止开始下滑，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离S₃．
（1）该实验是通过用控制变量的研究方法，研究钢球（选填“钢球”或“木块”）的动能大小和哪些因素有关的；通过观察木块移动距离来判断动能的大小．
（2）比较步骤1和步骤3可以探究动能大小和物体质量的关系．
（3）小球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑动一段距离后停下，小球与木块碰撞前的动能为Ek₁，碰撞后木块动能Ek₂则Ek₁大于 Ek₂（选填：大于、等于或/小于）．

Answer 1

分析 （1）（2）动能的大小与物体的质量和速度有关，探究动能与质量关系时，控制速度不变；探究动能与速度关系时，控制质量不变．
（3）小车到达水平面时具有动能，与木块碰撞后，一部分动能转移给木块，使木块克服摩擦做功；另一部分小车自身克服摩擦做功，据此分析

解答 解：（1）在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映钢球动能大小的，采用的是转换法的思想；
（2）探究物体动能大小与质量的关系时，要控制速度相同，改变物体质量，故应从同一高度释放钢球，使质量不同的钢球具有相同的速度．比较步骤1和步骤3可以探究动能大小和物体质量的关系；
（3）碰撞前小车的动能为E_K，与木块碰撞后，一部分转移给木块克服摩擦做功为W；另一部分小球自身克服摩擦做功W′，所以E_k大于碰撞后木块动能Ek₂．
故答案为：（1）钢球；木块移动距离；（2）1；（3）大于．

点评 本题中涉及的实验采用了初中阶段研究物理问题最常用的控制变量法与转换法，学习中注意总结归纳．