Question

在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面的某一高度处由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示．请回答下列问题：（h₁＞h₂；m₁＞m₂）

（1）该实验是通过观察      的大小，来说明铁球对木块做功的多少．选择步骤1和步骤2的实验目的是研究铁球的动能大小与      的关系．

（2）为了探究“物体动能大小与质量的关系”应选择步骤3与步骤      （选填“1”、“2”）进行对比，如果水平面绝对光滑，则      （选填“能”、“不能”）比较出铁球动能的大小．

（3）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较．该实验方案      （选填“能”、“不能”）探究“物体动能大小与质量的关系”．

Answer

（1）木块移动的距离；速度；（2）1；不能；（3）不能．

【解析】

试题分析：（1）实验中通过铁块撞击木块移动的距离来判断铁球动能的大小；

分析步骤1、2控制的量和改变的量，得出动能与速度的关系；

（2）探究动能与质量的关系，应使物体的速度相同，质量不同；

若水平面绝对光滑，则小球和木块将做匀速直线运动，无法比较做功的多少；

（3）结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求．

【解析】
（1）实验是通过观察木块移动距离的大小，来说明铁球对木块做功的多少，用到了转换法；

步骤1和2，质量相同的小球从不同的高度滚下，到达水平面的速度不同，木块被推动的距离不同，说明小球的动能不同，可知铁球的动能大小与速度有关；

（2）探究“物体动能大小与质量的关系”，应使小球的速度相同，质量不同，即让质量不同的小球从同一高度由静止滑下，应选择步骤3和步骤1；

若水平面光滑，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去．木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定．所以铁球动能的大小就无法比较．

（3）观察图乙的装置可知，若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验目的．

故答案为：（1）木块移动的距离；速度；（2）1；不能；（3）不能．

【点评】物体动能的大小是通过木块移动的距离来体现的，比较铁球的动能大小，即比较木块通过的距离．由于木块永远运动，所以距离的大小无法比较，即动能就无法比较．