Question

3．小明騎自行車上學途中，要經過一段上坡路．他思考：物體沖上斜坡的最大距離可能與哪些因素有關呢？
（1）他發(fā)現(xiàn)車子的初始速度越大，沖上斜坡的最大距離就越長．這是因為車子的初始速度越大，它的初始動能也越大，上坡過程中增加的重力勢能就越大．
（2）他進而又提出兩個猜想：
猜想一：物體沖上斜坡的最大距離可能與物體的質量大小有關；
猜想二：物體沖上斜坡的最大距離可能與斜坡的傾角大小有關．
為了驗證猜想一，小明將與水平面平滑連接的長木板以一定的傾角θ固定，如圖甲所示．實驗時通過改變同一木塊上的鉤碼來改變物體質量，讓木塊與鉤碼一起從斜面同一高度靜止滑下的目的是控制不同的球到達底端的速度相同．
小明發(fā)現(xiàn)當不同質量的小球以相同初始速度滑上長木板時，向上滑行的最大距離均相同．這說明猜想一是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的．
在驗證猜想二的實驗中，小明讓一小球以相同的初始速度分別滑上不同傾角的長木板，測得的數(shù)據(jù)記錄如表：

次數(shù)	1	2	3	4	5
木板傾角θ	10°	30°	53°	75°	85°
向上滑行的最大距離s/m	0.50	0.40	0.36	0.39	0.43

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在圖乙中描點作出s-θ圖象．

Answer 1

分析 （1）車子上坡的過程是一個將動能轉化為重力勢能的過程，轉化出的重力勢能的多少決定于物體具有動能的多少．
（2）由于物體上升的高度已經知道了與物體的速度大小有關，新的猜想有兩個，根據(jù)控制變量法的思想，探究與物體質量的關系時，只控制質量不同，其它因素都相同．由此去考慮設計思路．猜想的正確與否，要通過實驗現(xiàn)象來判定，因此，根據(jù)不同質量的木塊以相同初始速度滑上長木板時，向上滑行的最大距離是否相同即可知道猜想是否正確．

解答 解：（1）車子上升時將動能轉化為重力勢能，車子的速度越大，動能就越大，從而有更多的動能轉化為重力勢能．所以上升的高度就越高．
（2）小球滾動到底端的速度取決于小球初始點的高度，高度越高，到達底端時的速度越大，為了保證不同球到達底端的速度相同，所以要可知小球滾動的初始點的高度相同，即讓小球從同一高度滾下．
由于不同質量的小球以相同初始速度滑上長木板時，向上滑行的最大距離均相同．所以物體沖上斜坡的最大距離可能與物體的質量大小無關．故說明猜想一是錯誤的．
利用實驗中記錄的數(shù)據(jù)作為橫縱坐標在圖象中，定點，連線得到圖象：

故答案如下：（1）重力勢能；（2）控制不同的球到達底端的速度相同；錯誤；如上圖所示．

點評 實驗探究題往往探究的內容不再是課本上的知識，而是新的內容，掌握探究的方法：一般要用到控制變量法和轉換法．