如图所示,是某研究小组进行“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置示意图.实验中采用的器材有:斜面、金属球、木块、刻度尺等.
(1)实验中是通过观察 来比较金属球对木块做功的多少,从而判断金属球动能的大小.要进一步研究物体的动能跟质量的关系,就要改变物体的质量,同时控制速度不变.具体办法是:换用 ,并让它们从 沿斜面静止滑下。
(2)某同学利用上述实验装置探究“物体的动能大小与质量”的关系,它将不同质量的小球从斜面上由静止自由滑下,实验记录数据如下:
钢球的质量m/g | 0.1 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.40 |
木块滑行距离s/m | 0.12 | 0.10 | 0.12 | 0.12 | 0.11 | 0.13 | 0.12 |
(选填:“相符”、“不相符”)。
(3)质量和速度对物体动能的影响谁较大呢?某兴趣小组进一步借助速度传感器和其他仪器得出了以下两组数据:
表一(钢球撞击时速度为v=8cm/s) | 表二(钢球质量为m:100g) | |||||
序号 | 钢球质量m/g | 木块滑行距离s/cm | 序号 | 钢球撞击速度 v/cm.s-1 | 木块滑行距离s/cm | |
1 | 100 | 10 | 1 | 8 | 10 | |
2 | 200 | 20 | 2 | 16 | 40 | |
3 | 300 | 30 | 3 | 24 | 90 |
(1)木块移动的距离长短 不同质量的金属球 同一高度 (2)不相符 (3)速度 质量增加到原来的2倍,动能增加为原来的2倍,速度增加到原来的2倍,动能增加为原来的4倍
题目分析:(1)实验中是通过观察木块被推动移动的距离长短,比较金属球对木块做功的多少,从而判断钢球动能的大小。
(2)要研究物体的动能跟质量的关系,采用控制变量法,就要改变物体的质量,同时控制速度不变,不同质量的物体从同一高度下滑时,下滑到水平面的速度相同。实验时,采用不同质量的金属球从同一高度下滑。
(3)动能的大小同时跟质量和速度有关,本实验只是改变了质量的大小,没有控制速度不变,该同学得出“物体的动能大小与质量无关”与物理事实不相符。
(4)表一中速度一定时,质量增大到原来的2倍、3倍,动能增大到原来的2倍、3倍.表二中质量一定时,速度增大到原来的2倍、3倍,动能增大到原来的4倍、9倍.可见速度对动能影响比较大。