Question

【題目】某同學(xué)在探究“動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：

步驟l：讓鋼球從斜面A點(diǎn)由靜止開始下滑，到達(dá)水平面時(shí)速度為v1，撞擊木塊并使木塊移動(dòng)，記下木塊移動(dòng)的距離s1；

步驟2：讓鋼球從斜面B點(diǎn)由靜止開始下滑，到達(dá)水平面時(shí)速度為v2，撞擊木塊并使木塊移動(dòng)，記下木塊移動(dòng)的距離s2

步驟3：改變鋼球的質(zhì)量讓鋼球從A點(diǎn)由靜止開始下滑，撞擊木塊使木塊移動(dòng)，記下木塊移動(dòng)的距離s3．

（1）比較v1、v2，可知vl_____v2（＞/＜/=），原因：鋼球的重力勢能越大，轉(zhuǎn)化為鋼球的_____能越大。

（2）設(shè)計(jì)步驟l和步驟2的目的是探究動(dòng)能與_____的關(guān)系。

（3）比較步驟_____和步驟3可以探究動(dòng)能大小和物體質(zhì)量的關(guān)系。

（4）鋼球從斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木塊后繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，木塊在水平木板上滑行一段距離后停下，如圖甲所示，設(shè)木塊克服摩擦力所做的功為W，鋼球與木塊碰撞前的動(dòng)能為Ek，則Ek_____W（＞/＜/=）。

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，該同學(xué)拿走木塊，先后將同一小球從同一斜面的不同高度處靜止釋放，記錄小球在相同表面上滑行到靜止的距離，如圖乙所示，根據(jù)此現(xiàn)象，小剛得出了動(dòng)能與速度有關(guān)的結(jié)論。你認(rèn)為該同學(xué)實(shí)驗(yàn)方案是否合理。_____（合理/不合理）

Answer 1

【答案】大于 動(dòng)能 速度 1 > 合理

【解析】

（1）動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)；（2）探究動(dòng)能大小和物體速度的關(guān)系，需控制質(zhì)量相同，改變物體的速度；（3）探究動(dòng)能大小和物體質(zhì)量的關(guān)系，需控制速度相同，改變物體的質(zhì)量；（4）物體在運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦做功，自身能量減小；（5）探究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系，應(yīng)控制質(zhì)量相同，改變物體的速度；

(1)A點(diǎn)高于B點(diǎn),同一鋼球在A點(diǎn)處具有的重力勢能大于在B點(diǎn)處的重力勢能;鋼球從斜面上向下滾動(dòng)時(shí),重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,所以鋼球從A點(diǎn)釋放時(shí),滾動(dòng)到水平面時(shí)的動(dòng)能較大,速度也較大,即vl>v2 (2)在步驟1和步驟2中，物體的質(zhì)量相同，速度不同，因此是在質(zhì)量相同的情況下，探究動(dòng)能與速度的關(guān)系；

(3) 步驟1和步驟3控制鋼球在斜面上的初始位置相同，滾動(dòng)到水平面上的速度相同，改變鋼球的質(zhì)量，則是在速度相同的情況下，探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系；

（4）小球到達(dá)水平面時(shí)具有動(dòng)能,推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)時(shí),一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移給木塊使木塊運(yùn)動(dòng),一部分克服摩擦,轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,故則E1>W；

(5)相同的表面對小球的阻力是相同的，通過觀察小球滑行到靜止的距離大小可以判斷出小球的動(dòng)能大小，即球滑行到靜止的距離越大，小球的動(dòng)能越大；可以得出動(dòng)能與速度的關(guān)系，該實(shí)驗(yàn)方案正確；