Question

16．為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患，小明同學設(shè)計了如圖所示的探究實驗：將A、B、C三個小球先后從同一裝置高分別為h_A、h_B、h_C的位置滾下（m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B），推動小木塊運動一段距離后靜止．請你根據(jù)生活經(jīng)驗和所學的物理探究方法，對以下問題進行判斷：
（1）用來研究超載安全隱患時，我們應選擇甲丙兩個圖所示實驗進行比較．
（2）用來研究超速安全隱患時，我們應選擇甲乙兩個圖所示實驗進行比較．
（3）實驗中讓靜止的小球從斜面滾下，觀察木塊被推動的距離．關(guān)于該實驗的說法中，不正確的是B
A．該實驗的設(shè)計思路是采用轉(zhuǎn)換法，用木塊移動的距離來表示動能的大小
B．在實驗器材的選擇時，可以不考慮斜面的光滑程度，被撞木塊的質(zhì)量和軟硬等因素
C．該實驗研究的基本方法是控制變量法，如分別控制小球滾下的高度、小球的質(zhì)量等
D．實驗過程中，讓同一小球從不同高度落下，目的是為了讓小球獲得不同的運動速度．

Answer 1

分析 （1）動能大小的影響因素：質(zhì)量和速度．質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大．
（2）物體下落時重力勢能轉(zhuǎn)化為動能．重力勢能跟質(zhì)量和高度有關(guān)，動能跟質(zhì)量和速度有關(guān)，同一個物體，下落到地面的速度取決于物體的高度．高度相同到達水平面的速度相同，越高到達水平面的速度越大．
（3）在探究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”時，應該利用控制變量法的思路，去分析解決；鋼球把木塊推出的距離長，說明的動能大這是一種轉(zhuǎn)換的方法．

解答 解：（1）超載是指汽車的速度一定時，質(zhì)量越大動能越大．選擇到達水平面的速度相等、質(zhì)量不同的AC小球進行實驗．
（2）超速是指汽車的質(zhì)量一定，速度越大，動能越大．選擇質(zhì)量相等到達水平面速度不同的AB小球．
（3）A、球的動能是從木塊被推出的距離看出的，這里采用了轉(zhuǎn)換法的思想，故該選項說法正確；
B、斜面的光滑程度影響小球滾下的速度，木塊的質(zhì)量和軟硬影響碰撞的程度，所以在實驗器材的選擇時，應考慮斜面的光滑程度，木塊的質(zhì)量和軟硬等因素，故該選項說法不正確；
C、球的動能與質(zhì)量和速度都有關(guān)系，研究與質(zhì)量的關(guān)系控制小球滾下的高度相同，研究與速度的關(guān)系，控制小球的質(zhì)量相等；故該選項說法正確；
D、球滾到水平面上時獲得的速度與球在斜面上的高度有關(guān)，同一小球從不同高度落下，目的是為了讓小球在斜面上獲得不同的運動速度，故該選項說法正確．
故答案為：（1）甲、丙；（2）甲、乙；（3）B．

點評 （1）自由下落的物體到達地面的速度取決于物體的高度，跟質(zhì)量無關(guān)．
（2）本題全面地考查動能的大小與哪些因素得實驗，解答時注意多因素問題時需要運用控制變量法，反映動能多少時運用了轉(zhuǎn)換法．