Question

小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关？”的实验步骤如下：

（1）将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示；

（2）将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示；

（3）将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示。

根据上述三次实验，回答下列问题：

①实验中小球动能的大小是通过观察比较_____反映出来的，这里用到了物理学研究问题的一种_____方法（选填“直接测量”、“放大”或“转换”）；

②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系，应选用_____两个图来分析，并由此得出的实验结论是_____；

③分析乙、丙两图，得到的实验结论是_____；其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中，小球的_____能转化为动能。

Answer

木块在水平面上移动的距离 转换 甲乙 物体的质量一定时，速度越大，动能越大 物体的速度一定时，质量越大，动能越大 重力势

【解析】

①小球动能大小不能直接测量，而是通过小球推动木块在水平面上移动的距离来反映的，采用了转换法。

②甲乙两图中两球的质量相同，但高度不同，这样小球到达底端时的速度不同，高度越高，小球到达水平面时的速度越大，所以可以探究动能大小与速度的关系；

速度越大的小球，撞击木块时，木块移动的距离越远，说明小球的动能越大，由此可以得出的结论是：物体的质量一定时，速度越大，动能越大。

③乙丙图中两球的质量不同，高度相同，小球到达底端时的速度相同，所以可以探究动能大小与质量的关系；质量大的小球撞击木块时，木块移动的距离远，说明小球的动能越大；由此可以得出的结论是：在速度一定时，物体的质量越大，动能越大；

小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变快，动能增加，重力势能转化为动能。