如何探究动能大小的影响因素.docx

如何探究动能大小的影响因素陕西张怡例1如图1所示的装置进行“探究动能大小的影响因素”实验。用两根细绳将小球悬挂起来拉起小球当细绳与竖直方向成θ角后松手小球撞击水平木板上的木块记下木块移动的距离s。改变角度θ的大小重复实验。（1）利用如图1所示的两根细绳悬挂小球而不用一根细绳其好处是（2）本实验探究的问题是物体的动能大小与的关系。（3）利用上述实验同时还可以探究的问题是。解析（1）用两根细绳悬挂小球小球不容易左右摆动能更好地控制小球的撞击方向。（2）细绳与竖直方向的夹角θ越大小球撞击木块时的速度越大。所以通过改变θ角的大小本实验可探究物体的动能大小与速度的关系。（3）由于小球撞击木块时的速度大小取决于细绳与竖直方向的夹角θ也就是小球的高度。而小球从释放到撞击木块的能量转化是重力势能转化为动能因此本实验还可探究物体重力势能大小与高度的关系。答案（1）能更好地控制小球的撞击方向（2）速度（3）物体的重力势能大小与高度的关系例2（2019丽水）在做了“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后有些同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑小衢设计了如图2甲所示的实验：让质量不同的钢球A、B同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下观察和比较两球相对运动情况若B球相对于A球就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。小丽肯定了小衢的实验方案后对实验又提出了两个建议：建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短不利于观察和比较钢球的运动情况不改变钢球在斜面上的位置不改变球与斜面的粗糙程度为了延长钢球在斜面上滚下的时间可采用的方法是；建议二：为确保钢球滚下时不偏离斜面可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽（如图乙所示）。从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑图中两个小凹槽的间距L应。解析根据运动的相对性可知若B球相对于A球静止就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。建议一：不改变钢球在斜面上的位置和斜面的粗糙程度为了延长钢球在斜面上滚下的时间可采用的方法是减小斜面的倾角。因为倾角越小小球滚动越慢。建议二：从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑图中两个小凹槽的间距L应适当减小。答案静止减小斜面的倾角适当减小例3为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患小明同学设计了如图3甲、乙、丙所示的探究实验将A、B、C三个小球先后从同一装置高度分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mB＜mChA=hC＞hB）推动小木块运动一段距离后静止请你根据生活经验和所学的物理探究方法对以下问题进行解答：（1）用来研究超速安全隐患时需要控制的变量是实验时应选择两个图所示实验进行比较；（2）用来研究超载安全隐患时应选择两个图所示实验进行比较通过这个实验得到的结论是。解析（1）汽车超速时质量不变速度变大动能变大。所以探究超速安全隐患时应控制质量不变改变速度也就是让小球从不同高度滚下应选甲、乙两图进行比较。（2）汽车超载时质量变大在同等速度的情况下动能变大。所以探究超载安全隐患时应控制不变不变改变质量也就是让质量不等的小球从同一高度滚下应选甲、丙两图进行比较。答案（1）质量甲、乙（2）甲、丙汽车的速度一定时质量越大动能越大