Question

圖甲是研究“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同一斜面上不同的高度由靜止滾下，打到同一個木塊上．圖乙是研究“牛頓第一定律”的實驗裝置，實驗中讓同一鋼球從同一斜面上相同的高度由靜止滾下，在粗糙程度不同的平面上運動．請回答以下問題：
（1）設計甲實驗的目的是

研究鋼球動能的大小與速度的關系

；
設計乙實驗的目的是

研究運動的鋼球速度減小的快慢與所受阻力的關系

．
（2）甲實驗是通過

木塊被推動距離的大小

，說明鋼球對木塊做功的多少，從而判斷鋼球動能的大小；乙試驗是通過鋼球在粗糙程度不同的平面上運動的遠近，推理得出：在理想情況下，運動的物體如果

不受阻力作用

，將永遠作勻速直線運動．
（3）兩個實驗都涉及到同一種物理方法，以下的研究實例中也用到這種方法的是（

B

）
A．研究磁場時，用磁感線描述空間磁場的分布情況
B．在鼓面上撒一些紙屑，通過紙屑的振動反映鼓面的振動
C．水壓使水管中形成水流，類似地，電壓使電路中形成電流．

Answer 1

分析：（1）物體的動能與物體的質量和速度有關，在探究時需要利用控制變量法進行分析，即探究動能的大小與質量的關系時，需要控制小球的速度相同；在斜面實驗中，接觸面的粗糙程度不同，小車的運動距離不同；
（2）在實驗中可利用轉換法研究小球的動能，即讓小球撞擊木塊，觀察木塊的滑行距離；物體如果不受外力作用，則運動的物體將一直勻速直線運動狀態；
（3）這兩個實驗都涉及到了轉換法的思想．

解答：解：（1）甲實驗中球的質量相同，高度不同，所以可以探究動能的大小與速度的關系；
乙實驗中讓同一鋼球從同一斜面上相同的高度由靜止滾下，在粗糙程度不同的平面上運動；到達底端的速度相同，在粗糙程度不同的平面上運動時所受的摩擦力不同，所以可以探究運動的鋼球速度減小的快慢與所受阻力的關系．
（2）甲實驗中通過觀察木塊被撞擊后運動的距離的大小來間接判斷物體動能的大小；
乙實驗中，接觸面越光滑，物體所受摩擦力越小，物體運動的越遠，所以如果物體不受阻力作用，則運動的物體將一直勻速直線運動狀態．
（3）甲實驗中通過觀察木塊被撞擊后運動的距離的大小來間接判斷物體動能的大小，乙實驗中通過鋼球在粗糙程度不同的平面上運動的遠近來間接反映摩擦力的大小，采用的是轉換法的思想．
A、研究磁場時，用磁感線描述空間磁場的分布情況，采用的是模型法；
B、在鼓面上撒一些紙屑，通過紙屑的振動反映鼓面的振動，采用的是轉換法；
C、水壓使水管中形成水流，類似地，電壓使電路中形成電流，采用的是類比法．
故答案為：（1）研究鋼球動能的大小與速度的關系、研究運動的鋼球速度減小的快慢與所受阻力的關系；
（2）木塊被推動距離的大小、不受阻力作用
（3）B．

點評：解決多因素問題時常利用控制變量法進行分析，對于動能的大小研究常采用轉換法進行分析．