Question

【題目】物理興趣小組的同學為了探究物體動能、重力勢能的大小與哪些因素有關，做了如下實驗：

（1）如圖所示，是探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置，實驗中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止滾下，撞擊同一木塊。

a．圖示實驗中探究的是_____（鋼球/木塊）動能大小與_____的關系。

b．實驗是通過觀察_____，說明鋼球對木塊做功的多少，從而得出結論的。

c．通過學習，得知影響動能的因素有兩個。若還需驗證影響動能的另一因素，則在此實驗基礎上，應添加的器材是_____。

（2）為探究重力勢能的大小與什么因素有關，小明利用帶有四個鐵打的小方桌、沙箱及治理不同的重物設計并進行了如圖所示實驗。

a．實驗中通過觀察_____來判斷物體重力勢能的大小。

b．探究重力勢能大小與高度的關系應選擇_____（填寫序號）兩圖進行分析比較。

c．觀察圖乙和圖丙得出的結論是_____。

Answer 1

【答案】鋼球 速度 木塊被撞擊后移動的距離 不同質量的鋼球 方桌陷入沙子的深度 甲、乙 在高度相同時，質量大的物體，重力勢能越大

【解析】

（1）此實驗探究的是鋼球動能的大小與速度的關系；木塊被推動的距離越遠，表明動能越大，這種方法稱為轉換法，即將不易觀察或測量的量轉換為容易觀察和測量的量來進行研究的方法；要想研究物體動能與質量的關系，需要換用不同質量的小球從斜面相同的高度滑下。

（2）該實驗采用轉換法，通過觀察方桌陷入沙中的深淺來判斷物體重力勢能的大小；當探究重力勢能與高度的關系時，必須保證物體的質量相等；當質量不同，高度相同時，所以探究的問題是重力勢能大小與質量的關系。

（1）a．實驗中，鋼球質量不變，改變鋼球在斜面的高度，滑到水平面時的速度不等，所以目的是探究鋼球動能大小與速度的關系；

b．實驗中通過觀察木塊被推動的距離，來判斷鋼球動能的大小，這是轉換法的運用；

c．影響動能大小的因素有質量和速度，若想繼續研究物體的動能跟質量的關系，必須控制小球的速度不變，改變小球的質量，則在此實驗基礎上，應添加的器材是不同質量的鋼球。

（2）a．重力勢能的大小無法直接觀察到，所以采用轉換法，通過觀察方桌陷入沙中的深淺來判斷重力勢能的大小；

b．如果探究重力勢能與高度的關系，必須保證物體的質量相等，而圖甲和圖乙使用的是同一物體，從不同高度落下，所以可以實現探究目的；

c．圖乙和圖丙中物體不同，質量不同，但是從同一高度落下，所以探究的問題是高度相同時，重力勢能的大小與質量的關系，得出的結論是：在高度相同時，質量越大的物體，重力勢能越大。