Question

小紅為了探究動能的大小與哪些因素有關(guān)，她設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)．

（1）讓質(zhì)量相同的兩個(gè)小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運(yùn)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．
（2）讓不同質(zhì)量的兩個(gè)小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運(yùn)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．
①實(shí)驗(yàn)中通過觀察

紙盒移動距離

知道動能的大�。�
②乙圖中讓不同質(zhì)量的兩個(gè)小球從同一高度滾下的目的是使兩球到達(dá)水平面時(shí)，具有相同的

速度

．
③選用圖甲探究的是動能與

速度

的關(guān)系，得出的結(jié)論是：

當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí)，運(yùn)動速度越大，動能越大

．
④若水平面為光滑的，該實(shí)驗(yàn)還能得出結(jié)論嗎？

不能

，理由是：

當(dāng)平面光滑時(shí)，根據(jù)牛頓第一定律可知物體將做勻速直線運(yùn)動，無法測出紙盒移動距離

．

Answer 1

分析：（1）物體動能大小不能直接觀察，而是通過物體推動紙盒移動的距離來反映，紙盒移動越遠(yuǎn)，物體具有動能越大．
（2）動能大小跟質(zhì)量大小和速度大小有關(guān)．探究動能跟質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，控制速度不變；探究動能跟速度關(guān)系時(shí)，控制質(zhì)量不變．這種方法是控制變量法．
（3）質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動能越大；速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動能越大．
（4）通過觀察紙盒移動距離的長短來比較鋼球動能的大小與速度的關(guān)系．因此能否比較紙盒在水平面光滑移動的距離的長度是能否得出結(jié)論的關(guān)鍵．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察紙盒移動距離長短，來判斷小球動能大小，紙盒移動距離越長，小球動能越大．
（2）圖乙中，不同質(zhì)量小球，從同一斜面同一高度滑下，到達(dá)斜面底部的速度是相同的，所以不同質(zhì)量小球從同一斜面同一高度滑下是為了到達(dá)斜面底部獲得相同的速度．
（3）圖甲中，兩個(gè)小球的質(zhì)量相等，小球從不同高度自由下滑，到達(dá)斜面底部的速度不同，所以實(shí)驗(yàn)探究動能跟速度的關(guān)系；
小球所處的位置越高，到達(dá)斜面底部獲得的速度越大，推動紙盒移動越遠(yuǎn)，所以實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論：物體質(zhì)量一定時(shí)，運(yùn)動速度越大，動能越大．
（4）若紙盒在光滑的水平面上，無論小球給紙盒一個(gè)多大的初速度，紙盒將永遠(yuǎn)運(yùn)動下去．所以，紙盒通過的距離無法確定．從而，小球?qū)�紙盒做功的多少無法確定，即小球動能的大小就無法比較．
故答案為：（1）紙盒移動距離；（2）速度；（3）速度；當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí)，運(yùn)動速度越大，動能越大；（4）不能；當(dāng)平面光滑時(shí)，根據(jù)牛頓第一定律可知物體將做勻速直線運(yùn)動，無法測出紙盒移動距離．

點(diǎn)評：掌握動能大小的影響因素，利用轉(zhuǎn)換法和控制變量法，探究動能大小的影響因素．由紙盒距離的長短，來體現(xiàn)小球的動能多少，是一種轉(zhuǎn)換法．由小球起始點(diǎn)的高度可以決定小球到達(dá)水平面時(shí)的速度．