如圖所示,在“物體動能與質量和速度關系”的實驗中,小明將A、B、C三小球先后從同一裝置的ha、hb、hc高處滾下(ma=mb<mc,ha=hc>hb),推動紙盒運動一段距離后靜止.
(1)該這個實驗中,利用______來比較物體的動能大小.
(2)要研究動能與速度的關系,我們應選擇______兩圖來進行比較.比較圖a和c可以得出的結論是:______.
(3)將本實驗應用了的幾種物理研究中的方法序號填寫在空格中______.
A、控制變量法 B、類比法 C、等效替代法 D、轉換法
(4)表是某同學在本實驗中記錄的一些數據,請你根據表中數據歸納出物體的動能E和物體的質量m和速度v的關系式______.
實驗次數 | 質量(kg) | 速度(m/s) | 動能(J) |
1 | 0.5 | 2 | 1 |
2 | 0.5 | 1 | 0.25 |
3 | 1 | 1 | 2 |
A、kW?hB、J/sC、(m/s)2?kg D、N?m.
解:
(1)這個實驗中,利用紙盒被推出的距離大小來比較物體的動能大小.
(2)要研究動能與速度關系,必須保證質量相同,而速度不同,ab兩圖小球的質量相同,從不同高度滾下,到斜面低端速度不同,故選擇ab兩圖;
ac兩圖,小球的質量不同,從相同高度滾下,到斜面低端速度相同,得出結論:當速度一定時,質量越大、動能越大;
(3)由上面分析可知,用到了轉換法和控制變量法;
(4)計算每一次實驗質量和速度的平方的乘積,與E比較,可得E=mv2;
(5)由公式W=Pt、E=mv2、W=Fs可知,kW?h、(m/s)2?kg、N?m是功、能量的單位;J/s是功率的單位,1W=1J/s.
故答案為:(1)紙盒被推出的距離大小;(2)a、b;當速度一定時,質量越大、動能越大;(3)A、D;(4)E=mv2;(5)B.
(1)物體動能的大小,可由它對外做功的多少來體現.球把紙盒推出的距離長,說明的物體對外做的功多,進而體現它的動能大,這是一種轉換的方法.
(2)動能的決定因素有兩個:質量和速度.根據控制變量法的思路,去分析解決.要研究動能與質量的關系,必須保證速度相同,而質量不同.研究動能與速度關系,必須保證質量相同,而速度不同.據此分析回答;
(3)從上面(1)(2)選擇用到的物理學方法;
(4)分析表中數據,得出物體的動能E和物體的質量m和速度v的關系式;
(5)根據公式W=Pt、E=mv2、W=Fs分析推導.
點評:明確本實驗中研究動能大小的決定因素時運用了控制變量法,反映動能多少時運用了轉換法,找規律時要么想乘,要么相加,要么相減,要么想除,分析數據得出結論.
物理解題技巧分享:滑動摩擦力:壓力粗糙成正比,滑動大于滾動的,勻速直線或靜止,根據平衡力來求。