Question

【題目】小紅猜想物體動能的大小可能與物體質量和運動速度有關，于是設計了如圖甲、乙所示的 實驗，探究動能的大小與哪些因素有關．

（a）讓質量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從 A 處和 B 處開始向下運動，然后與放在水平面上的 紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示．

（b）讓不同質量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從 B 處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相

碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示． 上述甲、乙兩組實驗中：

（1）選用圖甲探究的是動能與_____的關系，得出的結論是：_____．

（2）物理研究方法有許多，如等效替代法、轉換法、類比法、控制變量法、理想實驗法，本實驗中運 用了兩種研究方法，一是_____法：二是轉換法．就是用_____來表示小球動能的大�。�

（3）有同學將實驗裝置改進成丙圖所示，利用質量相同的鐵球將同一彈簧壓縮不同程度后靜止釋放，

撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較．可以研究鐵球的動能大小與_____（選填“質量”或“速 度”）的關系．

（4）該同學還想用質量不同的鐵球將同一彈簧壓縮相同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，探究鐵球 的動能大小與質量的關系，這個設計方案是_____（選填“正確”或“錯誤”）的，原因是_____．

Answer 1

【答案】 速度 當物體的質量相同時，速度越大動能越大 控制變量 紙盒移動的距離 速度 錯誤 彈簧的壓縮程度相同，小球獲得的動能相同，對木塊做的功相同，木塊移動的距離相同

【解析】（1）圖甲取質量相等的小球從不同高度滑下，在研究動能與速度的關系；

結論是：質量相等時，速度越大，動能越大。

（2）本實驗是典型的控制變量法的應用，即質量和速度都影響動能的大小，實驗時分別控制質量或速度相同，研究另一量與動能的關系；同時利用盒子運動的距離來表示小球的動能的大小，是轉換法的思想。

（3）彈簧壓縮后具有彈性勢能，恢復原狀時，轉化為動能，小球開始運動，彈簧被壓縮越厲害，彈性勢能越大，轉化為動能越多，所以速度越快，所以可以研究鐵球的動能大小與速度的關系．

（4）將同一彈簧壓縮相同程度后彈簧內有的彈性勢能相等，所以轉化為動能的大小也相等，推動盒子做功，盒子被推動的距離也是相等的，況且因為兩次小球質量不等時，速度也不相等，不符合控制變量的思路，是不能完成實驗的，故方案不正確。

答案： (1). 速度 (2). 當物體的質量相同時，速度越大動能越大 (3). 控制變量 (4). 紙盒移動的距離 (5). 速度 (6). 錯誤 (7). 彈簧的壓縮程度相同，小球獲得的動能相同，對木塊做的功相同，木塊移動的距離相同