【设计与进行实验】

1.主要实验器材：质量不同的钢球、木块、斜面等；

2.实验步骤：

探究1：动能大小与速度的关系

（1）控制不变的量时钢球的质量m；

（2）改变的量时钢球的速度，即改变钢球在滑槽上的释放位置的高度h；

（3）观察的量时木块被撞出的距离s。

探究2：动能大小与质量的关系

（1）控制不变的量时钢球的速度，即固定钢球在滑槽上的释放位置的高度h；

（2）改变的量钢球的质量m；

（3）观察的量时木块被撞出的距离s。

【分析和论证】

探究1中：当钢球质量相同时，钢球达到斜面底端速度越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明钢球的动能与速度有关，速度越大，动能越大。

探究2中：当钢球达到斜面底端速度相同时，钢球质量越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明钢球的动能与质量有关，质量越大，动能越大。

【实验结论】

物体动能大小与物体的质量和运动速度有关：

①质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；

②运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。

【实验方法】

（1）转换法：通过小球推动木块运动的距离来反映小球动能大小，推动木块运动距离越远，小球的动能越大；

（2）控制变量法：

①探究动能大小与质量的关系（控制小球速度不变，将质量不同的两小球，从同一高度由静止释放，小球质量越大，撞击后木块运动的距离越大，小球动能越大）。

②探究动能大小与速度的关系（控制小球质量不变，将质量相同的两小球，从不同高度由静止释放，小球速度越大，撞击木块后运动的距离越大，小球动能越大）。

【交流与讨论】

（1）使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放（重力势能转化为动能）。

（2）将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：控制钢球达到斜面底端时具有相同的初速度（钢球的速度与质量无关）。

（3）将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：改变钢球达到斜面底端时的初速度。

（4）实验推理：当水平面绝对光滑时，木块将一直做匀速直线运动。

（5）水平面绝对光滑时对实验的影响：钢球撞击木块后木块移动的距离无法确定，钢球动能的大小无法比较。

（6）钢球在水平面上不能立即停下的原因：钢球具有惯性。

（7）木块最终停止的原因：受到摩擦力的作用（力是改变物体运动状态的原因）。

（8）实验中能量的转化。

①小球从斜面上由静止下落，下滑过程中重力势能转化为动能和内能；木块在水平面上运动时动能转化为内能。

②钢球在运动过程中机械能不守恒，机械能减少量最终转化为内能。

（9）实验改进：

①木块被撞后滑出木板的解决办法：换质量更大的木块，换质量更小的钢球，换更长的木板。

②木块质量较大，确保实验现象较明显：增大钢球滚下的高度。

③不用木块的实验改进：在桌上铺一条毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反映动能的大小。

（10）实验结论的应用：生活中超载、超速问题（超速：速度大，超载：质量大，则动能大，危险性大）。