问题标题:
利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”.将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块
问题描述:
利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”.
将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止.图中的摆长L都相同,θ1<θ2,球A、B的质量分别为mA、mB(mA<mB).
(1)如图甲、乙所示,同时释放A、B,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置.这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的______无关.
(2)如图甲、乙所示,观察到B球能将木块C撞得更远,由此可得出结论:______.
(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度______(填“大于”、“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度.图乙、丙所示,图丙中木块C滑行得更远些,由此可得出结论:______.
(4)有同学在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示,利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放,撞击同一木块.该实验方案是否可行?答:______,若他按此方案操作,他会看到的现象是:______.
路放回答:
(1)甲乙两图中,小球的质量不同,由题意知,摆角相同,小球同时到达竖直位置,说明小球的速度大小与小球的质量无关;
(2)mA<mB,两球的速度相同,B球能将木块C撞得更远,说明B球的动能更大,因此可得速度相同时,物体质量越大,动能越大;
(3)乙丙两图,小球的质量相同,θ1<θ2,所以丙图小球的速度更大;图丙中木块C滑行得更远些,说明质量相同时,物体的速度越大,动能越大;
(4)观察图丁的装置可知,若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,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,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样是不能完成实验目的.
故答案为:(1)质量;(2)速度相同时,物体质量越大,它的动能就越大;(3)小于;质量相同时,物体速度越大,它的动能就越大;
(4)不可行;木块最终移动距离相同.
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