Question

小明為了研究動能的大小與哪些因素有關，他設計了如圖甲、乙所示的實驗：
（1）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，如圖甲所示；
（2）再讓不同質量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從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，如圖乙所示．

上述甲、乙兩組實驗中：能得出動能與物體質量有關的圖及所控制的變量是

乙圖

、

滑到斜面底端時球的速度相同

；能得出動能與物體的運動速度有關的圖及所控制的變量是

甲圖

、

球的質量相同

．

Answer 1

分析：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；
當研究動能大小與速度的關系時，應選擇同一鋼球，這樣可以保證小球的質量相同；
此實驗把動能的大小轉換為木塊被撞擊后運動的距離，距離越遠表明小球的動能越大．

解答：解：當研究動能大小與質量的關系時，讓不同的小球沿斜面的同一高度靜止滾下撞擊水平面上的紙盒，然后比較紙盒滑行的距離；顯然乙圖中小球滑下的高度相同，小球的質量不同；故乙圖探究動能與物體質量的關系，不變的量是小球滑到斜面底端時速度相同；
當研究動能大小與速度的關系時，讓同一小球沿斜面的不同高度靜止滾下撞擊水平面上的紙盒，然后比較紙盒滑行的距離；顯然甲圖中小球的質量相同，滑下的高度不相同；故甲圖探究動能與物體速度的關系，不變的量是小球的質量．
故答案為：乙圖；滑到斜面底端時球的速度相同；甲圖；球的質量相同．

點評：知道影響動能的大小因素，解決此類問題要會利用控制變量法和轉換法．