Question

人類在探索自然規律的過程中，總結了許多科學研究方法，如“控制變量法”、“等效替代法”、“類比法”、“轉換法”、“理想模型法”、“科學推理法”等．
（1）下面是初中物理的幾個研究實例：①研究重力勢能與物體被舉高的高度的關系時，讓物體的質量保持不變；②研究動能與速度的關系時，讓物體的質量保持不變；③研究電流時，把電流比作水流．其中，采用了相同研究方法的是

A

．
A．①和②B．①和③C．②和③D．沒有相同的
（2）下面的幾幅圖運用了

類比

的方法說明分子也具有動能和勢能．

（3）如圖所示，是“研究動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置．
①實驗中通過觀察

S₂

（選填“S₁”、“S₂”、“h”）大小，來判斷小球動能的大小．
②實驗中為了研究動能大小和質量的關系，需要控制小球撞擊時的速度不變，具體的控制方法是：質量

不等

（選填“相等“、”或“不等”）的兩個小球從同一斜面

相同

（選填“相同”、或“不同”）高度由靜止下滑．
③質量和速度誰對動能的影響較大呢？小文所在的物理興趣小組借助速度傳感器和其他儀器得出了兩組數據如表一和表二所示．
表一（鋼球撞擊時的速度v=8cm/s）                

鋼球的質量m/g	木塊滑行的距離s/m
100	10
200	20
300	30

表二（鋼球質量為m=100g）

鋼球撞擊的速度v/m．s-1	木塊滑行的距離s/m
8	10
16	40
24	90

分析這兩組數據可以得出：

速度

對物體的動能影響較大，依據是：物體的質量變為原來的2倍，物體的動能變為原來的

2

倍；但物體的速度變為原來的2倍，物體的動能卻變為原來的

4

倍．

Answer 1

分析：（1）物理學中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題．每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法．
（2）類比法也叫“比較類推法”，是指由一類事物所具有的某種屬性，可以推測與其類似的事物也應具有這種屬性的推理方法；其結論必須由實驗來檢驗，類比對象間共有的屬性越多，則類比結論的可靠性越大．
（3）①探究物體動能大小與哪些因素有關的實驗中，小球動能的大小是通過小球對外做功的多少來體現，實驗中通過觀察木塊被小球推開的距離反映做功的多少；
②不同質量的小球從同一斜面同一高度自由滑下，到達斜面底部的速度是相同的．
③分析表一可知動能大小隨質量的變化情況，分析表二可知動能大小隨速度的變化情況，通過比較可以判斷質量和速度之中誰對動能大小影響更大．

解答：解：（1）①研究重力勢能與物體被舉高的高度的關系時，讓物體的質量保持不變；采用的是控制變量法；
②動能大小與物體的質量和運動速度有關系，研究速度對動能的影響時，保持質量不變，采用的是控制變量法；
③電流不能直接觀察，水流可以直接觀察，用可以直接觀察的水流說明電流的形成和作用，采用的是類比法；
（2）通過籃球由于運動具有動能，推測運動的分子也具有動能，這是利用的類比研究方法；
通過蘋果和地球相互吸引而具有重力勢能，推測相互吸引的分子也具有分子勢能，這是類比的研究方法；
通過分析被壓縮的彈簧各部分相互排斥具有勢能，推測相互排斥的分子也具有分子勢能；
綜上所述可知，都是利用的類比的研究方法說明分子也具有動能和勢能；
（3）探究物體動能大小與哪些因素有關時，物體動能的大小無法直接體驗，所以通過小球對木塊外做功的多少來體現小球動能的多少，即通過木塊被推動的距離S₂來判斷小球動能的大小．
②實驗中為了研究動能大小與質量的關系，需要控制小球撞擊時的速度不變，具體的控制方法是讓不同質量的小球從同一高度自由下滑，小球到達斜面底部速度大小跟物體的質量無關．
③由表一可知：質量增加一倍，動能增加為原來的兩倍；
由表二可知：速度增加一倍，動能增加為原來的四倍；
所以在質量和速度增加相同的倍數時，速度對動能大小的變化影響較大；
故答案為：（1）A；（2）類比法；（3）①S₂；②不等；相同；③速度；2；4．

點評：（1）用控制變量法研究動能大小的影響因素，用轉換法表示動能的大小；
（2）不同質量的物體，在同一高度自由落下，到達地面的速度相同，越高自由落下時，到達地面的速度越大；
（3）分析數據時，一定注意不變量，看改變量如何變化，結論如何變化．