Question

在探究“動能大小與什么因素有關(guān)”時，老師說“從同一光滑斜面滾下的小球，速度只與開始的高度有關(guān)，與小球的質(zhì)量無關(guān)”，小明認(rèn)為“小球的速度還應(yīng)與小球的質(zhì)量、體積有關(guān)”．為了驗證“小球的速度是否與質(zhì)量有關(guān)”，請你替他完成實驗設(shè)計：
（1）所需器材：
①質(zhì)量相同的鋼珠和玻璃珠；②體積相同的鋼珠和玻璃珠；③刻度尺；④斜面；⑤秒表；⑥小車．
其中必須的器材是：

 

（選填序號）．
（2）請你寫出簡要的實驗步驟：
（3）實驗中他發(fā)現(xiàn)小球滾動速度太快，不便于測量，他利用頻閃攝影技術(shù)攝下了兩小球滾下時的照片，照片都如圖所示，則兩球都做

 

運動，由照片可知，小球從光滑斜面滾下的速度與質(zhì)量

 

（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．

Answer 1

分析：（1）猜想中“小球的速度還應(yīng)與小球的質(zhì)量、體積有關(guān)”，驗證“小球的速度是否與質(zhì)量有關(guān)”時需要控制小球的體積相同；
（2）比較物體的速度大小時應(yīng)結(jié)合速度公式v=

s

t

進行分析，應(yīng)讓小球從同一高度滾下，記錄好滑行時間，測量出斜面長度；
（3）在相同的時間內(nèi)，滾動的距離越長，速度越大．

解答：解：（1）由分析可知，在驗證“小球的速度是否與質(zhì)量有關(guān)”時需要控制小球的體積相同，因此應(yīng)該選擇體積相同的鋼珠和玻璃珠；實驗時應(yīng)該讓珠子在斜面上自由滾動，需要測出時間和測量斜面長度，因此還需要秒表和刻度尺；
（2）實驗步驟：
①讓體積相同的鋼珠和玻璃珠分別從同一光滑斜面的同一高度滑下，
②記下各自滑下的時間t，用刻度尺量出斜面的長s，
③用公式算出各自的速度v=

s

t

，并進行比較；
（3）因頻閃相機的曝光時間間隔相同，所以可以通過比較球的間距變化分析速度的變化情況；
由圖象可知，鋼珠和玻璃珠在相同的時間間隔內(nèi)，距離越來越大，所以它們的運動情況一樣，并且都在做加速運動；
故答案為：（1）②③④⑤；
（2）讓體積相同的鋼珠和玻璃珠分別從同一光滑斜面的同一高度滑下，記下各自滑下的時間t，用刻度尺量出斜面的長s，用公式算出各自的速度v=

s

t

，并進行比較；
（3）加速，無關(guān)．

點評：此實驗題目考查了控制變量法的應(yīng)用和如何判斷物體運動快慢的方法．