Question

物体由于_____而具有的能，叫做动能。在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：

A.物体的动能可能与物体的质量有关；

B．物体的动能可能与物体的速度有关。

设计以下探究实验：让质量为m的小球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动。运动的小球碰上水平面上静止的木块后，能将木块撞出一段距离s。实验过程如图甲、乙、丙所示。图中m₁＜m₂、s₁＜s₂、s₁＜s₃、h₁＜h₂，水平面上所用的木块是同一木块。

(1)通过观察比较______就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是______（选填“放大”“控制变量”或“转换”）法；

(2)通过比较甲、乙两次实验，可初步验证_____（填猜想序号）是正确的；

(3)通过比较________两次实验，初步验证猜想A是正确的；

(4)实验表明：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越______；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越_______。

Answer

运动 木块被撞出的距离 转换 B 甲、丙 大 大

【解析】

[1]物体由于运动而具有的能叫动能。

(1)[2][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来判断小球动能的大小，所用方法为转换法。

(2)[4] 分析甲、乙两图，两球的质量相同，小球释放的位置不同，到达水平面时，初速度不同，乙图中小球起始点的高度较大，到达水平面时，初速度较大，木块被推动的距离大，说明乙图中小球的动能大，故可以得出初步结论是：质量相同时，物体速度越大，动能越大，验证B的观点。

(3)[5]动能的大小与质量和速度有关，若要探究动能的大小与质量的关系，需控制小球的速度相同，质量不同。所以应选质量不同的两个小球，又因为小球起始点的高度越高，到水平面的速度越大，为了使得两球到水平面的速度相同，应该使两球在斜面的相同高度滚下来。所以要探究动能的大小与质量的关系，应通过图中甲、丙两次实验进行对比。

(4)[6][7]由(2)得：质量相同时，物体速度越大，动能越大；分析甲、丙两图，小球释放的位置相同，到达水平面时，初速度相同，两球的质量不同，丙图中小球质量大，木块被推动的距离大，说明丙图中小球的动能大，故可以得出初步结论是：速度相同时，物体质量越大，动能越大。综上所述可得：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。