Question

人类在探索自然规律的过程中，总结了许多科学研究方法，如“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”、“理想模型法”、“科学推理法”等．
（1）下面是初中物理的几个研究实例：①研究重力势能与物体被举高的高度的关系时，让物体的质量保持不变；②研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变；③研究电流时，把电流比作水流．其中，采用了相同研究方法的是______．
A．①和②B．①和③C．②和③D．没有相同的
（2）下面的几幅图运用了______的方法说明分子也具有动能和势能．

（3）如图所示，是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置．
①实验中通过观察______（选填“S₁”、“S₂”、“h”）大小，来判断小球动能的大小．
②实验中为了研究动能大小和质量的关系，需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是：质量______（选填“相等“、”或“不等”）的两个小球从同一斜面______（选填“相同”、或“不同”）高度由静止下滑．
③质量和速度谁对动能的影响较大呢？小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示．
表一（钢球撞击时的速度v=8cm/s）                

钢球的质量m/g	木块滑行的距离s/m
100	10
200	20
300	30

表二（钢球质量为m=100g）

钢球撞击的速度v/m．s^-1	木块滑行的距离s/m
8	10
16	40
24	90

分析这两组数据可以得出：______对物体的动能影响较大，依据是：物体的质量变为原来的2倍，物体的动能变为原来的______倍；但物体的速度变为原来的2倍，物体的动能却变为原来的______倍．

Answer

（1）物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．
（2）类比法也叫“比较类推法”，是指由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法；其结论必须由实验来检验，类比对象间共有的属性越多，则类比结论的可靠性越大．
（3）①探究物体动能大小与哪些因素有关的实验中，小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现，实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少；
②不同质量的小球从同一斜面同一高度自由滑下，到达斜面底部的速度是相同的．
③分析表一可知动能大小随质量的变化情况，分析表二可知动能大小随速度的变化情况，通过比较可以判断质量和速度之中谁对动能大小影响更大．
【解析】
（1）①研究重力势能与物体被举高的高度的关系时，让物体的质量保持不变；采用的是控制变量法；
②动能大小与物体的质量和运动速度有关系，研究速度对动能的影响时，保持质量不变，采用的是控制变量法；
③电流不能直接观察，水流可以直接观察，用可以直接观察的水流说明电流的形成和作用，采用的是类比法；
（2）通过篮球由于运动具有动能，推测运动的分子也具有动能，这是利用的类比研究方法；
通过苹果和地球相互吸引而具有重力势能，推测相互吸引的分子也具有分子势能，这是类比的研究方法；
通过分析被压缩的弹簧各部分相互排斥具有势能，推测相互排斥的分子也具有分子势能；
综上所述可知，都是利用的类比的研究方法说明分子也具有动能和势能；
（3）探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体验，所以通过小球对木块外做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离S2来判断小球动能的大小．
②实验中为了研究动能大小与质量的关系，需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是让不同质量的小球从同一高度自由下滑，小球到达斜面底部速度大小跟物体的质量无关．
③由表一可知：质量增加一倍，动能增加为原来的两倍；
由表二可知：速度增加一倍，动能增加为原来的四倍；
所以在质量和速度增加相同的倍数时，速度对动能大小的变化影响较大；
故答案为：（1）A；（2）类比法；（3）①S2；②不等；相同；③速度；2；4．