Question

12．如圖所示，甲是探究“動能的大小與什么因素有關”的實驗裝置，實驗中讓同一鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，碰到同一木塊上．乙是探究“阻力對物體運動的影響”的實驗裝置，實驗中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，在粗糙程度不同的水平面上運動．請回答下列問題：

（1）甲實驗的目的是探究鋼球動能的大小與速度的關系，實驗中我們是通過觀察推動木塊移動的距離來判斷鋼球動能的大小，實驗結(jié)論為質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；
根據(jù)以上結(jié)論，分析交通部門為什么對機動車輛進行限速？當質(zhì)量相同時，車輛超速后的動能增大，使剎車困難，容易引發(fā)交通事故．
（2）質(zhì)量和速度誰對動能的影響較大呢？小文所在的物理興趣小組借助速度傳感器和其他儀器得出了兩組數(shù)據(jù)如表一和表二所示．表一（鋼球撞擊時的速度為v=8cm/s），表二（鋼球質(zhì)量為m=100g），分析這兩組數(shù)據(jù)可以得出：速度對物體的動能影響較大，依據(jù)是質(zhì)量增加一倍，動能增加為原來的兩倍；速度增加一倍，動能增加為原來的四倍（或質(zhì)量和速度增加相同的倍數(shù)，速度對動能大小的變化影響較大）．
表一

序號	鋼球撞擊速度 v/（cm•s-1）	木塊滑行距離s/cm
1	8	10
2	16	40
3	24	90

表二

序號	鋼球質(zhì)量 m/g	木塊滑行距離 s/cm
1	100	10
2	200	20
3	300	30

（3）進行乙實驗時，每一次都讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，其目的是使小車在水平面運動的起始速度相同；通過觀察小車在粗糙程度不同的水平面上運動的距離，進行推理，從而可以得出推論在理想情況下，物體如果不受外力作用，則運動的物體將一直勻速直線運動狀態(tài)．

Answer 1

分析 （1）①決定動能大小的因素有兩個：物體的質(zhì)量和物體的運動速度．因此研究物體動能大小與這兩個因素的關系時要用到控制變量法，即：要研究與哪個因素的關系，就要控制該因素不變，讓其他的因素改變．
②實驗中通過鋼球推動木塊移動的距離來判斷鋼球動能的大小，運用了轉(zhuǎn)換法；
③質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；
（2）分析表一可知動能大小隨質(zhì)量的變化情況，分析表二可知動能大小隨速度的變化情況，通過比較可以判斷質(zhì)量和速度之中誰對動能大小影響更大．
（3）在探究阻力對物體運動的影響實驗中，為使小車到達水平面的速度相同，應使小車從斜面的同一高度由靜止滑下；
小車在不同表面上運動，受到的阻力越小，運動的距離越遠，從而推理得出，如果運動的物體不受力，將做勻速直線運動．

解答 解：
（1）甲圖中兩球的質(zhì)量相同，所處的高度不同，這樣到達底端的速度不同，所以是探究動能與速度大小的關系；
實驗中通過觀察鋼球推動木塊移動的距離來判斷鋼球動能大小的；
從實驗現(xiàn)象可以看出，鋼球速度較大時，推動木塊移動的距離較遠，表明鋼球速度較大時具有的動能較大，故可以得出結(jié)論：質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；
因為質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大，當質(zhì)量相同時，車輛超速后的動能增大，使剎車困難，容易引發(fā)交通事故，所以交通部門為什么對機動車輛進行限速；
（2）由表一可知：速度增加一倍，動能增加為原來的四倍；
由表二可知：質(zhì)量增加一倍，動能增加為原來的兩倍；
所以在質(zhì)量和速度增加相同的倍數(shù)時，速度對動能大小的變化影響較大；
（3）進行乙實驗時，每一次都讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，其目的是使小車在水平面運動的起始速度相同；
通過觀察小車在粗糙程度不同的水平面上運動距離的大小來判斷小車在不同的水平面受到阻力的大小；
物體受到的阻力越小，物體運動的越遠；
由此推理得出：在理想情況下，物體如果不受外力作用，則運動的物體將一直勻速直線運動狀態(tài)．
故答案為：
（1）速度；推動木塊移動的距離；質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；當質(zhì)量相同時，車輛超速后的動能增大，使剎車困難，容易引發(fā)交通事故；
（2）速度；質(zhì)量增加一倍，動能增加為原來的兩倍；速度增加一倍，動能增加為原來的四倍；所以在質(zhì)量和速度增加相同的倍數(shù)時，速度對動能大小的變化影響較大；
（3）在理想情況下，物體如果不受外力作用，則運動的物體將一直勻速直線運動狀態(tài)．

點評 （1）在“物體動能的大小與哪些因素有關”實驗中：①掌握動能的影響因素：質(zhì)量和速度．②掌握速度的控制方法：小球在斜面上自由滑下的高度．③掌握兩種實驗方法：小球的動能通過木塊移動的距離來體現(xiàn)，這是轉(zhuǎn)換法；研究與速度關系時控制質(zhì)量一定，即用同一小球?qū)嶒�；研究與質(zhì)量關系時，控制速度一定，即在斜面上同一位置自由滑下，這是控制變量法．
（2）在“牛頓第一定律”的實驗中：①掌握實驗目的：研究運動的物體速度減小的快慢與所受 阻力的關系．②掌握兩種方法：水平面越光滑，小球運動距離越遠，由此推理，表面沒有阻力，則小球永遠運動，這是理想實驗法；通過小球在水平面上運動的距離來體現(xiàn)表面阻力的大小，這是轉(zhuǎn)換法．
兩個實驗在裝置上的區(qū)別是：前者水平面上有木塊，后者沒有．