Question

小明學(xué)習(xí)了物理知識(shí)后知道，滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．在體育課上，他觀察到，在地面上滾動(dòng)的實(shí)心球也會(huì)受摩擦力而慢慢停下來，于是他猜想：在地面上滾動(dòng)的物體，所受摩擦力的大小也與接觸面的粗糙程度有關(guān)．為了驗(yàn)證自己的猜想，他利用一小鐵球、木板、棉布、毛巾等器材，設(shè)計(jì)了如圖甲的探究實(shí)驗(yàn)．
（1）由甲圖分析可知，滾動(dòng)的小鐵球在______表面上受到的摩擦力最大，小明的猜想是______的（選填“正確”、“錯(cuò)誤”）；
（2）小明在操作中每次都讓小鐵球從同一高度滾下的目的是：______．

小明還想探究物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)，在上一次所用器材的基礎(chǔ)上，他還找來外形與小鐵球相同的小木球和一個(gè)小紙盒，設(shè)計(jì)了如圖乙a、b、c的實(shí)驗(yàn)探究．
（3）比較圖乙中的______兩圖的情境可知，運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能與物體的質(zhì)量有關(guān)；
（4）比較圖乙中的______兩圖情境可知，運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能與物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)；
（5）根據(jù)小明的實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析，小明在體育訓(xùn)練中投出的實(shí)心球離手后在空中飛行過程中其動(dòng)能會(huì)發(fā)生變化，丙圖中最能反映實(shí)心球動(dòng)能的變化情況的是______．

Answer 1

【答案】分析：在這兩個(gè)類似的實(shí)驗(yàn)中，都是研究一個(gè)量與多個(gè)變量的關(guān)系，因此都要用到控制變量的方法，分析實(shí)驗(yàn)過程時(shí)，既要注意的被研究的量，又要注意要需控制的量，最后找出相關(guān)量之間的變化關(guān)系．最后的實(shí)心球的問題要根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)理解，想象出它在飛行時(shí)的情形，再結(jié)合動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，最后才能做出正確的判斷．
解答：解：（1）甲圖中三次小球的高度相同，接觸面不同，小球在毛巾表面滾動(dòng)得最近，因此它的摩擦力最大，小明的猜想是正確的；
（2）讓小球每次從相同的高度滾下，這樣小球才有相同的速度（動(dòng)能），這符合控制變量法的要求；
（3）a、c中只有小球的質(zhì)量不同，其它條件均相同，鐵球能將小盒推得更遠(yuǎn)，說明運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能與物體的質(zhì)量有關(guān)；
（4）a、b中小球滾下的高度不同，其它條件均相同，更高處滾下的將小盒推得更遠(yuǎn)，說明運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能與物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)；
（5）實(shí)心球離開手時(shí)，速度最大、動(dòng)能最大，在上升過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，直至達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最�。ㄒ蚯蛞恢痹谶\(yùn)動(dòng)，故動(dòng)能不為零），然后在下落過程中重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能繼續(xù)增大，直至落回地面，在整個(gè)轉(zhuǎn)化的過程中，因?yàn)榭諝庾枇Φ淖饔�，機(jī)械能不守恒，因此，最后的動(dòng)能會(huì)小于最初的動(dòng)能．根據(jù)這些分析，結(jié)合圖象判斷，只有C符合題意．
故答案為：（1）毛巾，正確；（2）讓它們具有相同的速度（動(dòng)能）；（3）a、c；（4）a、b；（5）C．
點(diǎn)評(píng)：利用控制變量法去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分析實(shí)驗(yàn)，是這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的共同特點(diǎn)，注意實(shí)驗(yàn)條件的變化，有針對(duì)性地分析兩個(gè)量之間的關(guān)系，才是本題要把握的關(guān)鍵．本題中的易錯(cuò)點(diǎn)在第（5）小題，分析的關(guān)鍵在于把握實(shí)心球飛行過程中能量的轉(zhuǎn)化，這樣才能做出正確的判斷．