Question

在某次探究活动中，小明对老师给出的“小球在光华斜面由静止释放时，所处高度越高，到达斜面低端的速度越大，而与小球质量无关”这一结论产生了质疑．他猜想小球从同一光滑斜面上自由滚到低端时的速度…
猜想一：可能与小球在光滑斜面上的高度有关
猜想二：可能与小球的质量无关
他选择了一些实验器材，进行了如图实验（图中A、B、C分别表示小钢球在第0.1s末、第0.2s末、第0.3s末所处的位置，钢球1、2、3的质量关系为m₁＜m₂=m₃）
（1）实验一是为了验证猜想______（选填“一”或“二”），通过该实验他得到的结论是：______．
（2）实验二中，小球2和3在同一光滑斜面的不同高度处同时由静止释放，到达底端时的速度分别为v₂、v₃，请判断v₂______v₃（选填“＞”“＜”或“=”）．

（3）在完成了以上探究后，小明继续进行探究“动能的大小与速度的关系”的实验三，通过观察放在M位置的两个相同木块被小球推开的距离，他得出了“速度越大，动能越大”的结论，你认为他的结论是否可靠？______（选填“可靠”或“不可靠”）．理由是______．
（4）小明继续探究“动能的大小与物体质量的关系”请你帮助小明完成实验．要求写出实验步骤，并写出判断实验结果的分析论证过程．

Answer

（1）图中两球所处的高度相同，两球的质量不同，因此是研究速度与质量的关系，结合两球的运动情况进行判断；
（2）实验二中球的质量相同，高度不同，研究的是速度与高度的关系，在这些异同点中找出解题思路；
（3）动能的决定因素有两个：质量和速度，应该利用控制变量法进行分析．
【解析】

（1）实验一可知；两球的质量不同，在斜面的高度相同，研究的是速度与质量的关系，即猜想二：由于两球在水平面上通过的距离相同，所以与质量无关．
故答案为：二；小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度与小球的质量无关．
（2）实验二中球的质量相同，高度不同，由于两球在水平面上通过的距离不同，所以与高度有关，因为S2＜S3，所以v2＜v3；
故答案为：＜．
（3）在研究动能与速度关系时，应该控制两球的质量相同，在该实验中两球的质量不同，因此得出的实验结论不可靠．
故答案为：不可靠；实验中没有使两球质量相同（或者没有用到控制变量法）．
（4）步骤：
①将两个相同的木块放在平面M位置，然后让小球1和2从光滑斜面上同一高度自由滚下；
②观察两个木块被推开的距离；
分析论证：
①若小球1推开木块的距离大，说明在速度相同时，物体质量越小，动能越大；
②若小球2推开木块的距离大，说明在速度相同时，物体质量越大，动能越大；
③若小球1和小球2推开木块的距离相等，物体动能的大小与物体的质量无关．