Question

小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验步骤如下：

①将质量为m的小球从光滑斜面的A处由静止释放，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的小球从光滑斜面的B处由静止释放，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的小球从光滑斜面的B处由静止释放，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）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_____法（选填“直接测量”“放大”或“转换”）。

（2）为探究动能大小与物体运动速度的关系，应选用_______两个图来分析。

（3）分析乙、丙两图，得到的实验结论是__________________________________。

Answer

木块被推动的距离 转换 甲、乙 速度相同时，物体质量越大，动能越大

【解析】

(1)[1][2]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)[3]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、乙两次实验进行对比。

(3)[4]分析乙、丙两图，小球释放的位置相同，到达水平面时，初速度相同，当两球的质量不同，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。