Question

14．為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患，小謝同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的探究實(shí)驗(yàn)：將A、B、C三個(gè)小球先后從同一裝置高分別為h_A、h_B、h_C的位置滾下（m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B），推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后停止．請(qǐng)你根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)的物理探究方法，回答以下問題：

（1）在圖甲和圖丙實(shí)驗(yàn)中，A球、C球剛滾到水平面時(shí)的速度相等．（選填“相等”或“不相等”）
（2）小球推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)的距離越大，安全隱患越大．（選填“越大”、“不變”或“越小”）
（3）用來研究超載安全隱患時(shí)，我們應(yīng)選擇甲丙兩個(gè)圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較．
（4）用來研究超速安全隱患時(shí)，我們應(yīng)選擇AB兩個(gè)圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較．
（5）利用如圖2裝置進(jìn)行“探究動(dòng)能大小的影響因素”實(shí)驗(yàn)．用兩根細(xì)繩將小球懸掛起來，拉起小球，當(dāng)細(xì)繩與豎直方向成角后松手，小球撞擊水平木板上的木塊，記下木塊移動(dòng)的距離s．改變角度θ的大小，讓小球從不同高度落下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．利用如圖兩根細(xì)繩懸掛小球，而不用一根細(xì)繩，其好處是便于控制小球的撞擊方向．本實(shí)驗(yàn)探究的問題是小球（填小球或木塊）的動(dòng)能大小與速度的關(guān)系．利用上述實(shí)驗(yàn)，同時(shí)≥還可以探究的問題是物體重力勢(shì)能大小與高度有什么關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中為使小球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)的速度相同，讓小球從同一高度處由靜止?jié)L下；
（2）實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用轉(zhuǎn)換法來研究小球動(dòng)能的大小，即觀察小球撞擊木塊移動(dòng)的距離遠(yuǎn)近，安全隱患越大；
（3）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量和速度．質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；
（4）物體下落時(shí)重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．重力勢(shì)能跟質(zhì)量和高度有關(guān)，動(dòng)能跟質(zhì)量和速度有關(guān)，同一個(gè)物體，下落到地面的速度取決于物體的高度．高度相同到達(dá)水平面的速度相同，越高到達(dá)水平面的速度越大；
（5）①根據(jù)三角形的穩(wěn)定性進(jìn)行分析；②本實(shí)驗(yàn)通過比較小球推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)距離的大小，判斷小球動(dòng)能的大��；③通過改變小球下落的高度，可以改變小球的重力勢(shì)能，通過小球做功的多少來反映重力勢(shì)能的大小，從而得出結(jié)論．

解答 解：（1）小球從同一高度釋放，運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)，它們的速度相等；
（2）實(shí)驗(yàn)中通過比較滾下的小球撞擊木塊移動(dòng)的距離，來比較小球動(dòng)能的大�。�在同樣的平面上木塊被撞得越遠(yuǎn)，小球的動(dòng)能就越大，安全隱患越大；
（3）超載是指汽車的速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大．選擇到達(dá)水平面的速度相等，質(zhì)量不同的AC小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（4）超速是指汽車的質(zhì)量一定，速度越大，動(dòng)能越大．選擇質(zhì)量相等到達(dá)水平面速度不同的AB小球；
（5）細(xì)繩與豎直方向成的θ角不同，則下落的高度不同，通過對(duì)木塊做功的多少，可以判斷小球重力勢(shì)能的大小，所以該實(shí)驗(yàn)可以探究重力勢(shì)能與高度的關(guān)系．
故答案為：（1）相等；（2）越大；（3）甲丙；（4）甲乙；（5）撞擊方向；小球；速度；物體重力勢(shì)能大小與高度有什么關(guān)系．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究動(dòng)能大小的影響因素實(shí)驗(yàn)，注意控制變量法的應(yīng)用，在分析時(shí)，要分析控制的量和改變的量，同時(shí)也考查了學(xué)生對(duì)各實(shí)驗(yàn)的掌握．