Question

某小组同学用实验小车去撞击同一木块来研究小车的动能与小车的质量和速度之间的关系，实验时利用了DIS装置精确地测出了小车撞击木块时的速度，小车撞击木块后与木块一起向前滑动，该同学借用木块滑动的距离来反映小车动能的大小，记录的实验数据如下表所示．为了进一步探究动能与所测物理量间的数值关系，他们进行了适量的运算，将结果记录在表中后四列中．
表一

实验 序号	小车质量 m（千克）	小车速度 v（米/秒）	木块滑动 距离s（米）	（秒/米）	（米^-1）	v^2 （米^2/秒^2）	（千克^-1）
1	0.20	0.7071	0.2	1.4142	5	0.5000	5.00
2	0.40	0.5000	0.2	2.0000	5	0.2500	2.50
3	0.60	0.4083	0.2	2.4492	5	0.1667	1.67

表二

实验 序号	小车质量 m（千克）	小车速度 v（米/秒）	木块滑动 距离s（米）	（秒/米）	（米^-1）	v^2 （米^2/秒^2）	（千克^-1）
4	0.20	1.0000	0.4	1.0000	2.5	1.0000	5.00
5	0.40	0.7071	0.4	1.4142	2.5	0.5000	2.50
6	0.60	0.5773	0.4	1.7321	2.5	0.3333	1.67

表三

实验 序号	小车质量 m（千克）	小车速度 v（米/秒）	木块滑动 距离s（米）	（秒/米）	（米^-1）	v^2 （米^2/秒^2）	（千克^-1）
7	0.20	1.225	0.6	0.8165	1.67	1.5000	5.00
8	0.40	0.8660	0.6	1.1547	1.67	0.7500	2.50
9	0.60	0.7071	0.6	1.4142	1.67	0.5000	1.67

（1）分析比较实验次数______及相关条件，可得出的初步结论是：在小车质量相同的情况下，速度越大，小车的动能就越大．
（2）分析比较实验次数1与5（或5与9，或1与9）及相关条件，可得出的初步结论是：______．
（3）请进一步综合分析比较表一、表二中经运算后得到的数据及相关条件，并归纳得出结论．
（a）分析比较表一、表二或表三中的数据及相关条件，可初步得出：______．
（b）分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件，可初步得出：______．

Answer

（1）采用控制变量法，控制质量相同，从表中找出质量相同的实验即可．
（2）1和5的速度相同，通过比较小车滑行的距离得出动能大小，说明质量与动能的关系．
（3）可以采取由果溯因法去思考，即根据我们已知的动能影响因素是质量和速度，从表中的相关数据中找出有用信息，得出结论．
【解析】
（1）由结论可知，小车质量相同，所以只要从表中找出质量相同的实验进行对比即可，如1、4、7或2、5、8或3、6、9都可以．
（2）通过对比1与5（或5与9，或1与9）可以发现，对比实验中的速度都是相同的，而速度越大，小车滑动的距离越远，说明动能越大，从而得出结论是：在小车运动速度相同的情况下，质量越大，小车的动能也越大．
（3）（a）分析实验1数据可知，质量与速度的平方相乘，即0.20×0.5000=0.01；
分析实验2数据可知，质量与速度的平方相乘，即0.40×0.2500=0.01；
两次实验的质量与速度平方的乘积相等，而小车滑动的距离都是0.2m，说明动能相等，由此可得：当小车质量与速度平方的乘积相同时，小车具有的动能相同．
（b）再分析实验4可知，质量与速度平方相乘，即0.20×1.0000=0.02；
和实验1中质量与速度平方乘积相比，第4次实验比第1次实验的乘积大，而且第四次小车滑动距离更远，说明第4次动能更大，由此可得：小车质量与速度平方的乘积越大，小车具有的动能越大．
故答案是：（1）1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）
（2）在小车运动速度相同的情况下，质量越大，小车的动能也越大．
（3）（a）当小车质量与速度平方的乘积相同时，小车具有的动能相同．
（b）小车质量与速度平方的乘积越大，小车具有的动能越大．