小明为了探究动能的大小与哪些因素有关,他设计了如图甲、乙所示的实验.

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  • 解题思路:①和③实验过程要采用控制变量法,当研究动能大小与质量的关系时,要让小球沿斜面的同一高度下落,这样保证下落速度相同当.

    研究动能大小与速度的关系时,应选择同一小球,这样可以保证小球的质量相同.

    钢球把木块推出的距离长,说明的动能大,这是一种转换的方法.

    ②球起始点的高度,可以反映球的速度.高度相同是为了控制速度相同.

    ④球对纸盒做功,球把纸盒推出的距离长,说明对纸盒做的功越多,球的动能越大.这是一种转换的方法.牛顿第一定律:物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态和静止状态.

    ①为了探究动能与物体运动速度的关系,应该保证小球的质量相同,并且让小球的高度不同,其运动的速度不同,甲图满足这两个条件.

    ②起始点的高度在这题代表了速度的大小,让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是:使小球到达斜面底端与纸盒相碰时速度相同.

    ③图甲中两个小球的质量相同,但小球撞击木块时的速度不同,高度越高的小球运动到底端时速度越大,把木块撞击的更远,因此说明其动能越大;

    由此可以得出的结论是:物体质量相等时,运动速度越大,动能越大.

    图乙中两个小球撞击木块时的速度相同,但它们的质量不同,并且质量越大的钢球把平面上的木块撞击的更远,说明钢球的动能越大;

    由此可以得出的结论是:运动速度相等时,物体质量越大,动能越大.

    甲、乙两组实验可以得出的结论是:物体质量越大,速度越快,动能越大.

    ④球对纸盒做功,球把纸盒推出的距离长,说明的动能大这是一种转换的方法;可由纸盒被推动的距离的远近,反应物体动能的大小.

    若水平面绝对光滑,水平方向上,不受力,根据牛顿第一定律,小车和木块将匀速直线运动下去,无法通过纸盒移动的距离判断小球的动能大小.

    故答案为:

    ①甲图.

    ②使小球到达斜面底端与纸盒相碰时速度相同.

    ③物体质量越大,速度越快,动能越大.

    ④纸盒被推动的距离的远近;不能;纸盒一直运动下去,不能根据纸盒移动的距离判断小球的动能大小.

    点评:

    本题考点: 探究影响物体动能大小的因素.

    考点点评: 结合控制变量法,找出实验中的不同点:由小球起始点的高度可以决定小球刚到达水平面时的速度,是此题的核心.

    由纸盒距离的长短,来体现钢球的动能多少,是一种转换法.