Question

小明為了探究動能的大小與哪些因索有關，他設計了如圖甲、乙、丙所示的實驗，讓質量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲和乙所示．
分別讓不同質量的兩個小球沿同一光滑斜面從B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙和丙所示．上述實驗中：
（1）通過觀察

紙盒被推動的距離

來比較小球的動能大小，因此，從

B

處滾下的小球到達平面上動能較大．
（2）要探究動能與物體運動速度的關系應選用

甲和乙

圖，選擇的理由是

保持小球的質量相等

．
（3）乙和丙圖中讓不同質量的兩個小球從同一高度滾下的目的是

到水平面的速度相等

．
（4）上述實驗可以得出的結論是

物體動能的大小和物體的質量、速度有關

．

Answer 1

分析：（1）小球的動能的大小由小球的質量和速度來決定，研究動能大小與這兩個因素的關系時，要用到控制變量法，小球起始點的高度體現了小球速度，小球動能的多少是通過它能夠對外做功的多少來體現的；
（2）動能的大小與質量和速度有關．實驗時用控制變量法分別探究；
（3）實驗過程要采用控制變量法，當研究動能大小與質量的關系時，要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同．
（4）動能的決定因素有兩個：質量和速度，所以應該利用控制變量法去分析解決，當研究動能與某個因素關系時，應該控制其它因素不變；然后可得出結論．

解答：解：（1）小球推動紙盒，對紙盒做功，對紙盒做功的多少體現小球動能的多少，小球將紙盒推的越遠，說明小球的動能越多；因此，由圖可知，從B處滾下的小球到達平面上動能較大．
（2）動能的大小與質量和速度有關，若要探究動能的大小與速度的關系，需控制小球的質量相同，速度不同．所以要探究動能與物體運動速度的關系應選用甲和乙圖；
（3）為了探究物體的動能與質量的關系，應該讓不同質量的鋼球沿斜面同一高度靜止滾下撞擊水平板上的木塊，這樣它們到水平面的速度相等；
（4）經過以上分析可以看出，動能的大小與物體的質量和速度有關，質量越大，速度越大，物體的動能也越大．
故答案為：（1）紙盒被推動的距離；B；（2）甲和乙；保持小球的質量相等；（3）到水平面的速度相等；（4）物體動能的大小和物體的質量、速度有關．

點評：動能的決定因素有兩個：質量和速度．要研究物體的動能與物體的質量和速度的關系時，要從控制變量法的思路入手分析．注意解本題時，要把握轉換法和控制變量法的運用．