Question

人類在探索自然規(guī)律的過程中，總結(jié)了許多科學(xué)研究方法，如“控制變量法”、“等效替代法”、“類比法”、“轉(zhuǎn)換法”、“理想模型法”、“科學(xué)推理法”等．
（1）下面是初中物理的幾個研究實例：①研究重力勢能與物體被舉高的高度的關(guān)系時，讓物體的質(zhì)量保持不變；②研究動能與速度的關(guān)系時，讓物體的質(zhì)量保持不變；③研究電流時，把電流比作水流．其中，采用了相同研究方法的是

A

．
A．①和②B．①和③C．②和③D．沒有相同的
（2）下面的幾幅圖運用了

類比

的方法說明分子也具有動能和勢能．

（3）如圖所示，是“研究動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置．
①實驗中通過觀察

S₂

（選填“S₁”、“S₂”、“h”）大小，來判斷小球動能的大�。�
②實驗中為了研究動能大小和質(zhì)量的關(guān)系，需要控制小球撞擊時的速度不變，具體的控制方法是：質(zhì)量

不等

（選填“相等“、”或“不等”）的兩個小球從同一斜面

相同

（選填“相同”、或“不同”）高度由靜止下滑．
③質(zhì)量和速度誰對動能的影響較大呢？小文所在的物理興趣小組借助速度傳感器和其他儀器得出了兩組數(shù)據(jù)如表一和表二所示．
表一（鋼球撞擊時的速度v=8cm/s）                

鋼球的質(zhì)量m/g	木塊滑行的距離s/m
100	10
200	20
300	30

表二（鋼球質(zhì)量為m=100g）

鋼球撞擊的速度v/m．s-1	木塊滑行的距離s/m
8	10
16	40
24	90

分析這兩組數(shù)據(jù)可以得出：

速度

對物體的動能影響較大，依據(jù)是：物體的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，物體的動能變?yōu)樵瓉淼?!--BA-->

2

倍；但物體的速度變?yōu)樵瓉淼?倍，物體的動能卻變?yōu)樵瓉淼?!--BA-->

4

倍．

Answer 1

分析：（1）物理學(xué)中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題．每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法．
（2）類比法也叫“比較類推法”，是指由一類事物所具有的某種屬性，可以推測與其類似的事物也應(yīng)具有這種屬性的推理方法；其結(jié)論必須由實驗來檢驗，類比對象間共有的屬性越多，則類比結(jié)論的可靠性越大．
（3）①探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，小球動能的大小是通過小球?qū)ν庾龉Φ亩嗌賮眢w現(xiàn)，實驗中通過觀察木塊被小球推開的距離反映做功的多少；
②不同質(zhì)量的小球從同一斜面同一高度自由滑下，到達斜面底部的速度是相同的．
③分析表一可知動能大小隨質(zhì)量的變化情況，分析表二可知動能大小隨速度的變化情況，通過比較可以判斷質(zhì)量和速度之中誰對動能大小影響更大．

解答：解：（1）①研究重力勢能與物體被舉高的高度的關(guān)系時，讓物體的質(zhì)量保持不變；采用的是控制變量法；
②動能大小與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān)系，研究速度對動能的影響時，保持質(zhì)量不變，采用的是控制變量法；
③電流不能直接觀察，水流可以直接觀察，用可以直接觀察的水流說明電流的形成和作用，采用的是類比法；
（2）通過籃球由于運動具有動能，推測運動的分子也具有動能，這是利用的類比研究方法；
通過蘋果和地球相互吸引而具有重力勢能，推測相互吸引的分子也具有分子勢能，這是類比的研究方法；
通過分析被壓縮的彈簧各部分相互排斥具有勢能，推測相互排斥的分子也具有分子勢能；
綜上所述可知，都是利用的類比的研究方法說明分子也具有動能和勢能；
（3）探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)時，物體動能的大小無法直接體驗，所以通過小球?qū)δ緣K外做功的多少來體現(xiàn)小球動能的多少，即通過木塊被推動的距離S₂來判斷小球動能的大�。�
②實驗中為了研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，需要控制小球撞擊時的速度不變，具體的控制方法是讓不同質(zhì)量的小球從同一高度自由下滑，小球到達斜面底部速度大小跟物體的質(zhì)量無關(guān)．
③由表一可知：質(zhì)量增加一倍，動能增加為原來的兩倍；
由表二可知：速度增加一倍，動能增加為原來的四倍；
所以在質(zhì)量和速度增加相同的倍數(shù)時，速度對動能大小的變化影響較大；
故答案為：（1）A；（2）類比法；（3）①S₂；②不等；相同；③速度；2；4．

點評：（1）用控制變量法研究動能大小的影響因素，用轉(zhuǎn)換法表示動能的大��；
（2）不同質(zhì)量的物體，在同一高度自由落下，到達地面的速度相同，越高自由落下時，到達地面的速度越大；
（3）分析數(shù)據(jù)時，一定注意不變量，看改變量如何變化，結(jié)論如何變化．