Question

【題目】同學在探究“動能大小與哪些因素有關”的實驗中，設計了圖甲所示的實驗方案，并進行了如圖的實驗：

步驟l：讓鋼球從斜面A點由靜止開始下滑，到達水平面時速度為v1，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離s1；

步驟2：讓同一鋼球從斜面B點由靜止開始下滑，到達水平面時速度為v2，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離s2；

步驟3：改變讓質量不同的鋼球從A點由靜止開始下滑，撞擊木塊使木塊移動，記下木塊移動的距離s3。

（1）比較v1、v2，可知vl_____v2（選填“＞”、“＜”、“＝”），原因：鋼球的重力勢能越大，轉化為鋼球的_____能越大。

（2）小明根據s1＞s2，得出“質量相等時，物體的速度越大，動能越大”的結論，他是如何分析得出結論的？_____

（3）小球從斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木塊后繼續向前運動，木塊在水平木板上滑行一段距離后停下，如圖甲所示，設碰撞后木塊獲得的動能為Eo，木塊克服摩擦力所做的功為W，則Eo_____W（選填“＞”、“＜”或“＝”）。

Answer 1

【答案】＞ 動 見解析 =

【解析】

此題中研究了物體動能與質量、速度兩個物理量間的關系，通過控制變量法進行探究是本實驗的突出特點，因此，明確變量與不變量，通過分析現象可得出相應的結論。

（1）A點高于B點，同一鋼球在A點處具有的重力勢能大于在B點處的重力勢能；鋼球從斜面上向下滾動時，重力勢能轉化為動能，所以鋼球從A點釋放時，滾動到水平面時的動能較大，速度也較大，即vl＞v2；

（2）步驟1和步驟2控制鋼球質量相同，從斜面的不同高度滾下，步驟1鋼球到達斜面底端的速度大，推動木塊運動距離遠，鋼球動能大；步驟2推動木塊運動的距離近，鋼球動能小；由此得出結論：當質量一定時，物體的速度越大，動能越大；

（3）碰撞后木塊獲得的動能為Eo，木塊由于受到摩擦力作用，最終會停止運動（此時木塊的動能為0），在整個過程中，小球的動能用于克服摩擦力做功，所以Eo=W。