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23.（7分）用如图甲所示的装置探究“影响物体动能大小的因素”。将钢球A从某一高度由静止释放，钢球滚到水平面撞击水平木板上的木块B，将木块撞出一段距离。
（1）本实验研究
（2）实验中，他们让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度滚下，目的是让钢球到达水平面时
（3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板；乙同学建议换一个较重的木块；丙同学建议降低钢球的高度。你认为采用
（4）有同学将实验装置改进成图乙所示，设计了以下两个实验方案探究动能的影响因素。方案A：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度，由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击后移动的距离；方案B：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度，由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击后移动的距离；该同学的两个方案中，能完成“探究某个因素”的是方案
（1）本实验研究
钢球
（选填“钢球”或“木块”）的动能大小，其动能的大小是通过观察木块被推动的距离
来判断的。（2）实验中，他们让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度滚下，目的是让钢球到达水平面时
速度
（选填“速度”或“动能”）相同。（3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板；乙同学建议换一个较重的木块；丙同学建议降低钢球的高度。你认为采用
甲
（选填“甲”“乙”或“丙”）同学的建议最合理；从表中数据可以看出，探究得出的结论是速度相同时,物体的质量越大,动能越大
。（4）有同学将实验装置改进成图乙所示，设计了以下两个实验方案探究动能的影响因素。方案A：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度，由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击后移动的距离；方案B：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度，由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击后移动的距离；该同学的两个方案中，能完成“探究某个因素”的是方案
A
（选填“A”或“B”），另一个方案无法完成的原因是：相同的弹性势能转化出相同的动能,因此木块最终移动的距离相同,这样不能完成实验探究
。答案
23. (1)钢球 木块被推动的距离 (2)速度 (3)甲 速度相同时,物体的质量越大,动能越大 (4)A 相同的弹性势能转化出相同的动能,因此木块最终移动的距离相同,这样不能完成实验探究
【点拨】本题考查探究影响动能大小的因素的实验装置及作用,探究动能大小与质量、速度的关系。
【解析】(1)实验中探究的是钢球的动能大小,采用了转换法,其动能的大小是通过观察木块被推动的距离来判断的。
(2)根据控制变量法,让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,是为了使钢球滚到斜面底端时速度相同。
(3)探究动能大小与质量的关系时,应控制速度相同,降低钢球滚下的高度会改变钢球到达水平面的速度,钢球动能的大小是通过木块被推动的距离来判断的,故实验中使用的木块大小不能改变,第3次实验中,木块移动的距离较远,所以,只能改变木板的长度,即应采用甲的建议;根据表中的数据,钢球下落的高度相同,到达水平面时的速度相同,钢球的质量越大,木块滑行的距离越大,即钢球的动能越大,所以得出的结论是:速度一定时,物体的质量越大,动能越大。
(4)方案A:质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放,弹簧的弹性势能不同,钢球的速度不同,撞击同一木块,比较木块被撞开的距离,可以探究钢球的动能大小与速度的关系。方案B:若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧的弹性势能相同,转化成的动能相同,木块最终移动的距离相同,这样不能完成实验探究。
【点拨】本题考查探究影响动能大小的因素的实验装置及作用,探究动能大小与质量、速度的关系。
【解析】(1)实验中探究的是钢球的动能大小,采用了转换法,其动能的大小是通过观察木块被推动的距离来判断的。
(2)根据控制变量法,让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,是为了使钢球滚到斜面底端时速度相同。
(3)探究动能大小与质量的关系时,应控制速度相同,降低钢球滚下的高度会改变钢球到达水平面的速度,钢球动能的大小是通过木块被推动的距离来判断的,故实验中使用的木块大小不能改变,第3次实验中,木块移动的距离较远,所以,只能改变木板的长度,即应采用甲的建议;根据表中的数据,钢球下落的高度相同,到达水平面时的速度相同,钢球的质量越大,木块滑行的距离越大,即钢球的动能越大,所以得出的结论是:速度一定时,物体的质量越大,动能越大。
(4)方案A:质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放,弹簧的弹性势能不同,钢球的速度不同,撞击同一木块,比较木块被撞开的距离,可以探究钢球的动能大小与速度的关系。方案B:若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧的弹性势能相同,转化成的动能相同,木块最终移动的距离相同,这样不能完成实验探究。
解析
【分析】
本题是探究影响物体动能大小因素的实验题，解题需结合转换法和控制变量法分析各问题：
1. 明确实验研究对象是钢球，利用转换法将不易观察的动能大小转换为木块被推动的距离来判断；
2. 不同质量钢球从同一斜面同一高度释放，是控制变量法的应用，目的是保证钢球到达水平面时速度相同；
3. 木块滑出木板时，需保证探究的变量（质量）不变，因此换更长木板，结合实验数据推导动能与质量的关系；
4. 分析两个实验方案，方案A控制钢球质量相同、改变速度，方案B弹簧压缩程度相同导致弹性势能相同，转化的动能相同，无法探究质量对动能的影响，据此判断可行方案。
【解析】
(1) 实验中探究的是钢球的动能大小，采用转换法，将动能大小转换为木块被推动的距离，因此动能大小通过木块被推动的距离判断；
(2) 根据控制变量法，探究动能与质量的关系时需控制速度相同，让不同质量的钢球从同一斜面同一高度滚下，目的是使钢球到达水平面时速度相同；
(3) 探究动能与质量的关系时，要控制速度相同且木块大小不变，第3次实验木块滑出木板，说明移动距离过长，应换用更长的木板，故甲同学建议合理；由实验数据，钢球从同一高度滚下（速度相同），质量越大，木块被推动的距离越大，说明动能越大，因此结论是速度相同时，物体的质量越大，动能越大；
(4) 方案A中，同一钢球质量相同，弹簧压缩不同程度使钢球速度不同，撞击同一木块可探究动能与速度的关系；方案B中，质量不同的钢球，弹簧压缩相同程度，弹性势能相同，转化的动能相同，木块移动距离相同，无法探究动能与质量的关系，因此可行方案是A，另一方案无法完成的原因是相同的弹性势能转化出相同的动能，木块移动距离相同，无法完成实验探究。
【答案】
(1)钢球；木块被推动的距离 (2)速度 (3)甲；速度相同时，物体的质量越大，动能越大 (4)A；相同的弹性势能转化出相同的动能，因此木块最终移动的距离相同，这样不能完成实验探究
【知识点】
探究影响动能大小的因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题考查探究影响动能大小因素的实验，重点考查转换法和控制变量法的应用，要求学生理解实验设计逻辑、分析实验方案合理性，是初中物理经典实验题，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题是探究影响物体动能大小因素的实验题，解题需结合转换法和控制变量法分析各问题：
1. 明确实验研究对象是钢球，利用转换法将不易观察的动能大小转换为木块被推动的距离来判断；
2. 不同质量钢球从同一斜面同一高度释放，是控制变量法的应用，目的是保证钢球到达水平面时速度相同；
3. 木块滑出木板时，需保证探究的变量（质量）不变，因此换更长木板，结合实验数据推导动能与质量的关系；
4. 分析两个实验方案，方案A控制钢球质量相同、改变速度，方案B弹簧压缩程度相同导致弹性势能相同，转化的动能相同，无法探究质量对动能的影响，据此判断可行方案。
【解析】
(1) 实验中探究的是钢球的动能大小，采用转换法，将动能大小转换为木块被推动的距离，因此动能大小通过木块被推动的距离判断；
(2) 根据控制变量法，探究动能与质量的关系时需控制速度相同，让不同质量的钢球从同一斜面同一高度滚下，目的是使钢球到达水平面时速度相同；
(3) 探究动能与质量的关系时，要控制速度相同且木块大小不变，第3次实验木块滑出木板，说明移动距离过长，应换用更长的木板，故甲同学建议合理；由实验数据，钢球从同一高度滚下（速度相同），质量越大，木块被推动的距离越大，说明动能越大，因此结论是速度相同时，物体的质量越大，动能越大；
(4) 方案A中，同一钢球质量相同，弹簧压缩不同程度使钢球速度不同，撞击同一木块可探究动能与速度的关系；方案B中，质量不同的钢球，弹簧压缩相同程度，弹性势能相同，转化的动能相同，木块移动距离相同，无法探究动能与质量的关系，因此可行方案是A，另一方案无法完成的原因是相同的弹性势能转化出相同的动能，木块移动距离相同，无法完成实验探究。
【答案】
(1)钢球；木块被推动的距离 (2)速度 (3)甲；速度相同时，物体的质量越大，动能越大 (4)A；相同的弹性势能转化出相同的动能，因此木块最终移动的距离相同，这样不能完成实验探究
【知识点】
探究影响动能大小的因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题考查探究影响动能大小因素的实验，重点考查转换法和控制变量法的应用，要求学生理解实验设计逻辑、分析实验方案合理性，是初中物理经典实验题，难度适中。
【难度系数】
0.6
