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1、探究影响动能和重力势能大小的因素江苏丰县广宇中英文学校刘庆贺一、探究影响动能大小的因素例 1（2011 泰州）小明猜想：动能的大小可能与物体的质量与物体的速度有关。因此，他设计了如下两种实验方案：A让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑。与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图 1甲所示)B让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰。比较木块在水平面上移动的距离(如图 1乙所示)。上述两种实验方案中：（1）A 方案是为了探究动能大小与 关系，若木块被撞后移动的距离越远说明小车对木块的推力 越多，小车撞击木块时的动能 。（2）
2、小明想用 B方案探究动能大小与质量的关系该方案是否合理? 。理由是 。解析：要研究动能的大小与哪些因素有关，首先就要知道怎样“看出”动能的大小。物体具有动能的大小是无法直接“看出”的。怎么办呢？我们想到物体具有的能量越多，它能对外做的功也越多，把物体具有能量的大小转换为它能够对外做功的大小反应出来。这就用到了转换法。怎样研究物体具有动能的大小与物体的质量和速度的关系？要研究动能跟质量的关系，就要改变质量，同时控制速度不变；要研究动能跟速度的关系，就要改变速度，同时控制质量不变。以上两个关系研究好了，动能与质量、速度的关系也就出来了。这里就应用了控制变量法。（1）让同一辆小车分别从同一斜面的不同
3、高度由静止开始下滑，目的是让小车进入水平面时有不同的速度，高度越高，速度越大。所以 A方案是为了探究动能大小与物体速度的关系。小车撞击木块，就给木块一个作用力，木块在这个力的作用下移动一段距离，小车就对木块做了功，这表明小车具有能。木块被撞后移动的距离越远，说明小车对木块的推力做的功越多，也就表明小车撞击木块时的动能越大。（2）让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，这样小车的质量不同，进入水平面时的速度也不同，有两个变量，不符合控制变量法，没法进行研究。答案：（1）速度 做功 越大；（2）不合理 没有控制小车进入水平面时的速度相同（或没有控制变量）反思：物理学中对于一些看不见
4、、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。特别是对那些抽象的难以理解的物理知识，这种方法很有效。生活中你也用到过转换法，只是未注意罢了。空气是看不见摸不着的，但我们可以根据空气流动（风）所产生的作用来认识它。如红旗飘动，树叶摇晃等。当要研究的一个物理量与另外几个物理量都有关系时，为简化和方便，先研究与其中一个量的关系，而要控制其余几个量不变。这种研究问题的方法叫控制变量法。若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。控制变
5、量法是中学物理中最常用的方法。二、探究影响重力势能的因素例 2（2011 烟台）小明利用装有细沙的盒子、小桌、砝码、木块等器材,探究“重力势能的大小与哪些因素有关”,其过程如图 2所示(1)小明通过观察什么来判断重力势能的大小？(2)分析比较甲、乙两图中的实验现象，得出的结论是什么？(3)图乙和图丙探究的问题是什么？ 解析：（1）能是物体具有的做功的本领，要判断重力势能的大小，就要看物体对小桌做功的大小，即小桌陷入沙中的深度。这里运用了转换法。（2）分析比较甲、乙两图中的实验现象,可以看出是同一个砝码被举高的高度不同。因而得出的结论是：质量相同的物体，高度越高，具有的重力势能越大。（3）观察图乙和图丙，是两个质量不同的物体，被举高的高度相同。根据控制变量法，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。因而探究的问题是重力势能大小与质量的关系。总结：从以上可以看出，现在探究题的考查方式发生了很大的变化，单纯考查操作步骤、实验结论等凭机械记忆及套用就可奏效的考题已退出舞台，题目普遍重视探究的过程和方法的考查、重视基本实验能力的考查。大家在平时的学习过程中，应改变过分强调知识传承的倾向，让自己亲历科学探究过程，学习科学研究方法。改革以书本为主、实验为辅的教学模式，提倡多样化的学习方式。培养自己的探索精神、实践能力以及创新意识。
