Question

（2011?紅橋區(qū)一模）小明學(xué)習(xí)了物理知識后知道，滑動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，在地面上滾動的實心球也會受摩擦力而慢慢停下來，于是他猜想：在地面上滾動的物體，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)計了如圖甲的探究實驗．
（1）由甲圖分析可知，滾動的小鐵球在

毛巾

表面上受到的摩擦力最大，小明的猜想是

正確

的（選填“正確”、“錯誤”）；
（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：

讓它們具有相同的速度（動能）

．

小明還想探究物體的動能與哪些因素有關(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小紙盒，設(shè)計了如圖乙a、b、c的實驗探究．
（3）比較圖乙中的

a、c

兩圖的情境可知，運動物體的動能與物體的質(zhì)量有關(guān)；
（4）比較圖乙中的

a、b

兩圖情境可知，運動物體的動能與物體運動的速度有關(guān)；
（5）根據(jù)小明的實驗結(jié)論分析，小明在體育訓(xùn)練中投出的實心球離手后在空中飛行過程中其動能會發(fā)生變化，丙圖中最能反映實心球動能的變化情況的是

C

．

Answer 1

分析：在這兩個類似的實驗中，都是研究一個量與多個變量的關(guān)系，因此都要用到控制變量的方法，分析實驗過程時，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．最后的實心球的問題要根據(jù)我們的經(jīng)驗理解，想象出它在飛行時的情形，再結(jié)合動能與重力勢能的轉(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)，說明運動物體的動能與物體的質(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)，說明運動物體的動能與物體運動的速度有關(guān)；
（5）實心球離開手時，速度最大、動能最大，在上升過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，直至達(dá)到最高點時，動能最小（因球一直在運動，故動能不為零），然后在下落過程中重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能，動能繼續(xù)增大，直至落回地面，在整個轉(zhuǎn)化的過程中，因為空氣阻力的作用，機械能不守恒，因此，最后的動能會小于最初的動能．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（動能）；（3）a、c；（4）a、b；（5）C．

點評：利用控制變量法去進行實驗和分析實驗，是這兩個實驗的共同特點，注意實驗條件的變化，有針對性地分析兩個量之間的關(guān)系，才是本題要把握的關(guān)鍵．本題中的易錯點在第（5）小題，分析的關(guān)鍵在于把握實心球飛行過程中能量的轉(zhuǎn)化，這樣才能做出正確的判斷．