Question

小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关．
（1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
（2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
上述甲、乙两组实验中：
①乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的 ______．
②选用图甲探究的是动能与 ______的关系，得出的结论是：______．
③选用图乙探究的是动能与 ______的关系．

在做完探究“动能的大小与什么因素有关”的实验后，小华提出了这样一个问题：
“如果改变斜面的长度，仍使小球从同一高度滚下，小球的动能变不变呢？”“当然不变了，”同桌小明立刻回答说，“因为高度并没有变．”“可毕竟斜面的坡度变了呀!斜面的坡度对动能有没有影响呢？”小红说．
“做一做实验不就知道了吗？”于是他们准备利用身边的实验器材，通过实验进行探究．他们还为这个探究活动设计了一个探究报告，以下就是这个探究报告的框架．在报告中有的地方没有填写，请你帮助他们尽可能地完善．
探究课题：同一钢球在不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下，到达斜面底端的动能是否相同？
猜想：尽管斜面的坡度不同，只要钢球从相同高度的位置开始滚下，到达斜面底端的动能是相同的．
（3）实验器材和实验装置如图所示．

（4）实验步骤 ______．
（5）实验记录：（请在下面设计记录实验数据的表格，不必填写数据）．
（6）预测：如果实验结论与猜想一致，则在实验中应该看到的现象是：______

Answer

（2）①起始点的高度在实验中代表了速度的大小，高度相同则速度也会相同；
动能的决定因素有两个：质量和速度，应利用控制变量法进行解决：
②当研究动能与速度的关系时，应控制质量不变；
③当研究动能与质量的关系时，应控制速度不变；
（4）当斜面坡度不同时，应该保持小球的高度相同，观察小球撞击纸盒滑行距离的大小；
（5）设计实验表格时，需要包含斜面坡度和纸盒滑行距离，并进行多组实验；
（6）如果与猜想一致，即动能大小不变，则纸盒的滑行距离应该相同．
【解析】
（2）①小球的高度相同目的是为了让小球到达底端时的速度也会相同；
②甲图中小球的质量相同，高度不同，所以可以研究动能与速度的关系；
由图可知，当小球的高度越高时，下落到底端的速度越大，把纸盒撞击的更远，因此具有更大的动能，即质量一定时，速度越大，动能越大；
③乙图中小球的质量不同，高度相同，所以可以研究动能与质量的关系；
故答案为：①速度；②速度，质量一定时，速度越大动能越大；③质量；
（4）当斜面坡度不同时，应该保持小球的高度相同，分别让钢球从相同高度的位置开始滚下，比较平面上的纸盒推动的距离，看不同的坡度、相同的高度，撞击纸盒的距离是否相同；
故答案为：分别让钢球从相同高度的位置开始滚下，比较平面上的纸盒被推动的距离；
（5）表格中应该有斜面坡度和纸盒滑行距离，并且要做多组实验，做法是通过改变斜面的坡度，但保证小球所处的高度相同，观察纸盒滑行的距离；
序号 斜面坡度 纸盒滑行距离
1    
2    
3    
4    
5    
6    

（6）如果与猜想一致，即动能大小不变，则纸盒的滑行距离应该相同；
故答案为：纸盒被推动的距离相等．