Question

4．如圖所示，小芳同學(xué)將兩個相同的斜面并排放在水平桌面上，利用它們探究動能大小與哪些因素有關(guān)．
（1）將A、B兩球（m_A＜m_B）分別從兩斜面的相同高度處由靜止同時釋放，觀察到它們并排滾動且始終相對靜止．這表明在滾動的任一時刻，兩球的速度大小相同，且兩球的速度跟質(zhì)量無關(guān)．
（2）分別在水平桌面上的C、C′處放置相同的木塊，再將兩球分別從兩斜面的相同高度處靜止同時釋放，觀察到B球?qū)⒛緣K撞得更遠(yuǎn)．由此可得出結(jié)論：當(dāng)速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大．
（3）若要探究動能大小與速度的關(guān)系，請你幫助小芳設(shè)計出實驗方案．將A球先后放在斜面的不同高度由靜止釋放，觀察木塊兩次被撞擊的距離．

Answer 1

分析 （1）由于兩球原來的位置相同，運動了一段時間后，兩球的位置沒有變化，極始終相對靜止，由此可知，兩球的速度大小關(guān)系．由題意知，兩個球的質(zhì)量不同，但兩球的速度始終相等，由此得到球的速度與質(zhì)量的關(guān)系．
（2）由于兩球的質(zhì)量不同，速度相同，根據(jù)動能的決定因素可知其動能大小不同，所以將球撞擊的距離也不同，動能大的球?qū)⒛緣K撞得更遠(yuǎn)．因此要確定哪個球?qū)⒛緣K撞擊的更遠(yuǎn)，就要先確定哪個球的動能更大．通過球木塊被撞擊的距離遠(yuǎn)近可以體現(xiàn)物體球的動能的多少．根據(jù)兩個球的相同點與不同點，利用控制變量法的思想，即可得出結(jié)論．
（3）研究動能的大小與速度的關(guān)系時，要使小球以不同的速度（動能）與木塊撞擊，為達(dá)到此目的，應(yīng)使小球從不同的位置釋放，使小球到達(dá)水平面時的速度不同．

解答 解：（1）由于兩球從相同的高度同時滾落，且在每一時刻，兩者的位置都相對靜止，即，經(jīng)過了相同的時間，運動的距離相同，由此可知，兩球的速度始終相等．
由題意知，兩個球的質(zhì)量不同，但在每一時刻的速度相同，所以兩個球的速度大小與質(zhì)量無關(guān)．
（2）A、B兩個球的速度大小相同，由于質(zhì)量的不同導(dǎo)致了兩個球的動能不同，并且質(zhì)量大的物體的動能大，由此可得出如下結(jié)論：運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能越大；或物體的動能與它的質(zhì)量有關(guān)．
（3）探究動能與速度的關(guān)系，應(yīng)控制物體質(zhì)量不變而速度不同，可以將A球先后放在斜面的不同高度由靜止釋放，觀察木塊兩次被撞擊的距離．
故答案為：（1）相同；質(zhì)量；（2）速度；質(zhì)量；（3）將A球先后放在斜面的不同高度由靜止釋放，觀察木塊兩次被撞擊的距離．

點評 物體動能的多少通過木塊移動距離的遠(yuǎn)近反應(yīng)出來；把握兩個球的異同點，根據(jù)實驗現(xiàn)象，結(jié)合控制變量法的思路，即可確定球的動能影響因素．