孫維龍

一、動能探究題

例1 如圖1是探究“物體動能的大小與什么因素有關(guān)？”的實驗示意圖.

①讓小球從不同高度由靜止開始運動，碰到同一位置的相同木塊上，該實驗要探究的是物體的動能的大小與物體

的關(guān)系.

②該實驗物體的動能是指物體

（A/B）.

③該實驗物體動能的大小是通過

來反映的.

④該實驗物體的速度是指物體A從斜面上靜止?jié)L下與物體B碰撞時

（碰前A/碰后A/碰前B/碰后B）的速度，它是通過 （高度/質(zhì)量）來改變的.

⑤實驗中多次讓物體從斜面同一高度處靜止?jié)L下時，應(yīng)改變 （物體A/物體B）的質(zhì)量，這是為了研究物體動能與物體質(zhì)量的關(guān)系.

解析 （1）同一小球是控制小球的質(zhì)量不變，改變小球的高度即改變物體運動的速度.

（2）小球與木塊碰撞后使木塊前進(jìn)一段距離，說明小球?qū)δ緣K做了功，小球具有動能.

（3）運動的小球與木塊碰撞后，推動木塊前進(jìn)的距離越遠(yuǎn)，說明小球的動能越大.

（4）小球從斜面上不同高度處滾下來，到達(dá)斜面底端時的速度不同；要改變小球在斜面上的高度來改變小球的速度，要保持小球的質(zhì)量不變.

（5）保持小球的速度不變，必須讓小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下，同時用質(zhì)量不同的小球來進(jìn)行實驗.

答案 ①速度 ②A ③物體B運動的距離 ④碰前A 高度 ⑤物體A

點評 本題不僅考查了物體動能的大小與什么因素有關(guān)，而且考查了科學(xué)探究中常用的控制變量法和轉(zhuǎn)換法.小球的動能大小是通過木塊被碰撞后前進(jìn)距離的大小來反映的，這是轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用.解決本題的關(guān)鍵是理解和掌握影響動能大小的兩個因素，并熟練掌握控制變量法的應(yīng)用.

二、勢能探究題

例2 在探究“物體的重力勢能與什么因素有關(guān)”時，小雨提出了如下猜想：

猜想一：物體的重力勢能可能與物體的質(zhì)量有關(guān).

猜想二：物體的重力勢能可能與物體所在的高度有關(guān).

為此他設(shè)計了如圖2甲所示的實驗裝置.將兩端開口、長約1m、粗細(xì)均勻的圓柱形玻璃管豎直固定在鐵架臺上將粗細(xì)適宜的圓柱形泡沫塑料塊置于玻璃管內(nèi)O點處（塑料塊與玻璃管內(nèi)壁有適量的摩擦）.其他器材還有：刻度尺、一組系有細(xì)線的質(zhì)量不等的鉤碼、用于調(diào)整泡沫塑料塊回到O點位置的木棒（如圖2乙所示）

請你幫助小雨回答下列問題：

（1）探究“猜想一”時，應(yīng)使用質(zhì)量

（相同/不同”）的鉤碼從 （相同/不同）的高度在玻璃管內(nèi)由靜止下落，去沖擊O點的泡沫塑料塊，然后用刻度尺分別測量 ；從而比較出重力勢能的大小.

（2）設(shè)計探究“猜想二”的記錄實驗數(shù)據(jù)的表格.

解析 （1）探究物體的重力勢能與質(zhì)量間的關(guān)系，或控制鉤碼下落時的高度相同，而鉤碼的質(zhì)量不同；或控制鉤碼的質(zhì)量不變，而鉤碼下落時的高度不同，再利用泡沫塑料塊下移的距離判斷重力勢能的變化.

（2）應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)是：鉤碼下落的高度和泡沫塑料塊下移的距離，鉤碼的質(zhì)量.

答案 （1）不同、相同；泡沫塑料塊下移的距離；（2）見下表.

點評 本題主要考查對控制變量法的理解以及設(shè)計記錄實驗數(shù)據(jù)表格的能力.探究重力勢能與質(zhì)量間的關(guān)系時，應(yīng)控制高度不變；探究重力勢能與鉤碼下落的高度的關(guān)系時，應(yīng)控制質(zhì)量不變.

例3 在綜合實踐活動課上，王艷同學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)校運動場地上有若干大小不等的鉛球，于是她想利用這些器材親自體驗一下“重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)”.請你幫她設(shè)計實驗方案.

解析 本題應(yīng)該考慮的因素是鉛球的質(zhì)量和釋放鉛球的高度，至于怎樣判斷鉛球重力勢能的大小，就可以結(jié)合課本模擬打樁的實驗活動來進(jìn)行：讓大小相同（不同）的鉛球從不同（相同）的高度靜止釋放去砸相同的木樁，看在相同的地面上，相同的木樁被砸的深度，如圖3.

答案 1.拿兩個質(zhì)量不同的鉛球到操場上，在跳遠(yuǎn)的沙坑里做實驗.

2.驗證重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系：將兩個質(zhì)量不同的鉛球從同一高度自由釋放落向沙坑，觀察陷進(jìn)沙坑的深度.

3.驗證重力勢能與高度的關(guān)系：將同一鉛球從不同高度落向沙坑，觀察陷進(jìn)沙坑的深度.

點評 本題主要考查重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)，以及根據(jù)所學(xué)知識和方法設(shè)計實驗方法和步驟的能力，綜合性較強.除了要知道重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)外，還要能運用控制變量法設(shè)計實驗，完成探究.