Question

在探究“动能大小与什么因素有关”时，老师说“从同一光滑斜面滚下的小球，速度只与开始的高度有关，与小球的质量无关”，小明认为“小球的速度还应与小球的质量、体积有关”．为了验证“小球的速度是否与质量有关”，请你替他完成实验设计：
（1）所需器材：
①质量相同的钢珠和玻璃珠；②体积相同的钢珠和玻璃珠；③刻度尺；④斜面；⑤秒表；⑥小车．
其中必须的器材是：______（选填序号）．
（2）请你写出简要的实验步骤：
（3）实验中他发现小球滚动速度太快，不便于测量，他利用频闪摄影技术摄下了两小球滚下时的照片，照片都如图所示，则两球都做 ______运动，由照片可知，小球从光滑斜面滚下的速度与质量 ______（填“有关”或“无关”）．

Answer

（1）猜想中“小球的速度还应与小球的质量、体积有关”，验证“小球的速度是否与质量有关”时需要控制小球的体积相同；
（2）比较物体的速度大小时应结合速度公式v=进行分析，应让小球从同一高度滚下，记录好滑行时间，测量出斜面长度；
（3）在相同的时间内，滚动的距离越长，速度越大．
【解析】
（1）由分析可知，在验证“小球的速度是否与质量有关”时需要控制小球的体积相同，因此应该选择体积相同的钢珠和玻璃珠；实验时应该让珠子在斜面上自由滚动，需要测出时间和测量斜面长度，因此还需要秒表和刻度尺；
（2）实验步骤：
①让体积相同的钢珠和玻璃珠分别从同一光滑斜面的同一高度滑下，
②记下各自滑下的时间t，用刻度尺量出斜面的长s，
③用公式算出各自的速度v=，并进行比较；
（3）因频闪相机的曝光时间间隔相同，所以可以通过比较球的间距变化分析速度的变化情况；
由图象可知，钢珠和玻璃珠在相同的时间间隔内，距离越来越大，所以它们的运动情况一样，并且都在做加速运动；
故答案为：（1）②③④⑤；
（2）让体积相同的钢珠和玻璃珠分别从同一光滑斜面的同一高度滑下，记下各自滑下的时间t，用刻度尺量出斜面的长s，用公式算出各自的速度v=，并进行比较；
（3）加速，无关．