Question

11．如圖是“研究動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置．
（1）實驗中通過觀察木塊被推動距離的大小，來判斷小球動能的大�。�
（2）實驗中為了研究動能大小與質(zhì)量的關系．需要控制小球撞擊時的速度不變，具體的控制方法是讓小球從斜面的同一高度滾下．
（3）質(zhì)量和速度誰對動能的影響較大呢？某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（小球撞擊時的速度為v=8cm/s）			表二（鋼球質(zhì)量為m：100g）
序號	小球質(zhì)量m/g	木塊滑行距離s/cm	序號	小球撞擊速度v/cm•s-1	木塊滑行距離s/cm
1	100	10	1	8	10
2	200	20	2	16	40
3	300	30	3	24	90

分析這兩組數(shù)據(jù)可以得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）．
（4）質(zhì)量是100g的小球在水平面上運動的全過程中，三次克服阻力做的功是否相等？答：不相等．

Answer 1

分析 （1）轉(zhuǎn)換法是物理研究中常用的方法之一，是將不易觀察或測量的量通轉(zhuǎn)換為容易觀察或測量的量來進行研究的方法，這里就是通過觀察木塊被推動距離的大小來判斷物體動能的大��；
（2）讓小球從同一高度滾下，目的是讓小球開始撞擊木塊時的速度相同；
（3）采用控制變量法，對表格進行數(shù)據(jù)分析影響動能大小的因素：質(zhì)量、速度對動能的關系．
（4）小球到達水平面時的初速度不同，所以動能不同，最終都減小為零，據(jù)此判斷克服阻力做功的情況．

解答 解：（1）物理學中，能夠做功的多少表示具有能量的大小，實驗中小球能夠做功是體現(xiàn)在撞擊小木塊后推動小木塊移動的距離越遠，表示小球能夠做的功越多，小球具有的動能就越大，所以通過觀察小木塊被推動的距離的大小，來判斷小球動能的大小．
（2）讓小球從同一高度滾下是為了使小球到達水平面時的速度相同；
（3）分析這兩組數(shù)據(jù)可以得在速度相同，質(zhì)量增加一倍時，動能增加為原來的兩倍；在質(zhì)量相同時，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）；所以對物體的動能影響較大的因素是速度．
（4）小球到達水平面時的初速度依次變大，所以動能依次變大，克服阻力做功，使小球最終的動能變?yōu)榱�，因此，其能量變化的總量依次變大，即克服阻力做的功依次變大�?br />故答案為：
（1）木塊被推動距離；
（2）讓小球從斜面的同一高度滾下；
（3）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（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）；
（4）不相等．

點評 在該題的實驗中，重點考查了我們對兩種實驗方法的理解和運用，一是轉(zhuǎn)換法，二是控制變量法，都是物理研究中常用的方法，值得我們研究和掌握；在解決最后一問時，一定要注意小球動能的變化情況．