Question

小明同學在做“探究物體的動能與什么因素有關”的實驗中，設計了如圖所示的實驗方案，并進行了以下三步實驗操作：
  
步驟一：讓鐵球甲從斜面F點靜止滾下打到一個小木塊上，推動木塊使木塊從位置A移動到位置B。
步驟二：讓鐵球甲從斜面E點靜止滾下，打到相同的小木塊上，推動木塊使木塊從位置A移動到位置C。
步驟三：換一鐵球乙（m_乙﹥m_甲）從斜面上E點靜止滾下，打到相同的小木塊上，推動木塊從位置A移動到位置D。
（1）小明同學設計實驗“步驟一”和“步驟二”，是想探究動能大小與    的關系；
（2）小球動能的大小是通過比較                                   得出的。
（3）分析步驟二、三，得出的結論                                       。
（4）為了讓質量不同的甲、乙兩球獲得相同的初速度，有同學認為可以不用讓兩球都從E點滾下，而是設計了如圖乙裝置，只要每次讓兩球壓縮彈簧到同樣的形變程度后自然釋放即可。不考慮各種能量損耗，該方法    （合理/不合理）。

Answer 1

（1）速度（2）木塊被推動距離的長短 （3）當速度一定時，動能大小與質量成正比  (4)  不合理

試題分析：實驗“步驟一”和“步驟二”，使用的是同一小球，小球的質量就是一定的，從斜面的不同高度上滾下，小球到達水平面時的速度是不同的，由圖可以發現，小球在斜面上的位置越高，速度越大，木塊移動距離越長，動能越大．在“步驟二”和“步驟三”中，小明讓甲、乙兩球都從E點滾下，小球到達水平面時速度就是一定的．而小球乙的質量，乙推動木塊運動距離長，說明在速度一定時，質量越大，動能越大．實驗“步驟一”和“步驟二”，是想探究動能大小與速度的關系；在“步驟二”和“步驟三”中，小明讓甲、乙兩球都從E點滾下，目的是：控制小球到達水平面時的速度一定，這種研究方法叫控制變量法．分析步驟一、二，可以發現：采用了同一物體，質量時不變的，從不同高度處滾下，速度是不同的，木塊移動距離的不同也就說明了動能不同，由此得出的結論是：質量一定時，物體的速度越大，動能就越大．分析步驟二、三，可以發現：采用了不同的物體，從同一高度滾下，速度是一定的，乙的質量大，乙就把木塊推動的距離長，由此得出結論：速度一定時，物體的質量越大，動能就越大．該方法不合理，由于甲乙兩球的質量不同，所以即使讓兩球壓縮彈簧的形變程度相同，也不會獲得相同的速度。
點評：解決本題的關鍵是熟知控制變量法的應用，我們要能夠使用控制變量法分析實驗并得出結論．