Question

兴趣小组提出利用”研究动能的大小与哪些因素有关“的实验装置（如图所示）与所需点的器材（斜面、木块、不同质量的小钢球）来探究“影响重力势能大小的因素”的设想．请你帮助完成如下实验方案：（1）实验中通过观察      的大小，来判断小球重力势能的大小．

（2）本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是      ．

（3）实验中为了要探究重力势能与物体的质量的关系要选用图中      ，具体的操作方法是让小球从      （选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下．

（4）通过比较分析可以得出的结论是      ．

Answer

（1）木块移动的距离；（2）钢球和木块将做匀速直线运动，不能达到探究的目的；（3）乙；相同；（4）物体的质量越大，高度越高，具有的重力势能越大．

【解析】

试题分析：（1）分析：此实验把动能的大小转换为木块被撞击后滑行的距离，距离越远表明小球的动能越大．

（2）如果水平面绝对光滑，钢球和木块将保持匀速直线运动，永远运动下去．

（3）掌握控制变量法在此实验中的应用，重力势能与物体的质量和被举高度有关，在探究重力势能与其中一个量的关系时，另一个量保持不变，改变要探究的量．

（4）重力势能的大小与物体的质量和高度有关．

【解析】
（1）实验中通过观察木块被撞击后滑行的距离的大小来间接判断物体动能的大小．

（2）木块因受到摩擦力，最终静止；若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，钢球和木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到比较距离来比较动能的目的了．

（3）为了探究重力势能与质量的关系，实验中采用质量不同的小球，在探究过程中要注意保持物体从同一高度由静止滚下；所以应选择乙图进行实验；若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，则需让同一小球从不同高度滚下，所以应选择甲图进行实验；

（4）通过比较分析可以得出的结论是：重力势能的大小与物体的质量和高度有关，物体的质量越大，高度越高，具有的重力势能越大．

故答案为：（1）木块移动的距离；（2）钢球和木块将做匀速直线运动，不能达到探究的目的；（3）乙；相同；（4）物体的质量越大，高度越高，具有的重力势能越大．

【点评】动能的大小与物体的质量和速度有关，注意控制变量法的应用，动能的大小通过小小球撞击木块的距离来反映动能的大小，体现了转换法．