Question

小明所在的实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m的两个钢球、木块和斜面等。实验过程如图甲、乙、丙所示。

(1)本实验是通过木块被撞距离的远近来反映_____（选填“木块”或“钢球”）的动能，这种研究问题的方法叫做转换法；

(2)小明进行甲、乙实验时探究的是动能与_____的关系，得出的结论是_______；

(3)小明根据乙、丙两图得出的结论是“物体的质量越大时动能越大”，他的看法是不正确 的，理由是：__________________________；

(4)实验过程中小明发现实验现象不明显，老师指出小明实验中木块被撞击后移动的距离差异较小，实验现象不明显，为确保实验有较明显的现象，可行的一种方案是_______；

(5)有同学将实验装置改进成如图所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块，来验证“动能与质量”的关系，该实验方案是_____（可行/不可行），若他按此方案操作，他会看到的现象是_____；

(6)完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功_____。（选填“相等”或“不相等”）

表面	毛巾	棉布	木板
摩擦力	最大	较大	最小
小车运动距离	最近	较远	最远

Answer

钢球 速度 质量一定时，速度越大，动能越大 没有控制小球的速度一定（相等） 增大钢球的质量 不可行 木块最终移动距离相等 相等

【解析】

(1)[1]实验中通过观察木块被撞击后运动的距离的大小来间接判断钢球动能的大小。

(2)[2][3]甲、乙两图中，同一个钢球质量相等，从不同的高度静止滚下，到达平面时的速度不同，速度大的钢球把木块推的更远，说明钢球对木块做的功最多，钢球具有的动能大；可以得出结论：质量一定，速度越大，动能越大。

(3)[4]乙、丙两图中，小球的质量不同，开始在斜面上的高度不同，不符合控制变量法的操作要求，所以无法得到物体的动能大小与质量有关，想要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同。

(4)[5]为确保实验有较明显的现象，可以增大钢球的质量或减小小木块的质量或换用较光滑的木板。

(5)[6][7]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。

(6)[8]让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。