Question

19．過山車在圓形軌道最高點時不會掉落．佳佳認為，這是因為過山車到達該位置時還有一定速度．那么，這個速度的大小與哪些因素有關呢？她提出了以下猜想：
猜想一：過山車到達圓形軌道最高點時的速度與過山車的質量m有關；
猜想二：過山車到達圓形軌道最高點時的速度與過山車開始下滑的高度h有關．
她設計了如圖所示的裝置進行實驗，用小球代替過山車從斜面不同高度由靜止開始滾下，并在通過圓形軌道的最高點后，落在足夠長的水平軌道上，實驗中摩擦可忽略不計．
測得的實驗數據如下表所示：

實驗次數	球的質量m/Kg	球開始下滑的高度h/m	球的水平射程s/m
1	0.1	0.5	0.4
2	0.1	0.8	0.8
3	0.2	0.5	0.4

（1）實驗中用水平射程的大小來反映小球達到圓形軌道最高點速度的大小，運用了轉化法（填物理方法名稱）．
（2）分析1、3兩次實驗數據可知，過山車到達圓形軌道最高點的速度與過山車的質量無關（填“有關”或“無關”）．
（3）分析1、2兩次實驗數據可推知，過山車到達圓形軌道最高點的速度隨過山車在斜面上開始下滑的高度的增大而增大（選填“增大”或“減小”）．

Answer 1

分析 （1）用水平射程的大小來反映小球達到圓形軌道最高點速度的大小是一種轉換的思想；
（2）根據控制變量法的思想，要研究過山車到達圓形軌道最高點的速度與過山車的質量的關系，就要保持球開始下滑的高度相同，質量不同．
（3）根據控制變量法的思想，1、2兩次實驗質量相同，球開始下滑的高度不同，得出過山車到達圓形軌道最高點的速度與過山車在斜面上開始下滑的高度的關系．

解答 解：（1）用水平射程的大小來反映小球達到圓形軌道最高點速度的大小是一種轉換的思想，故運用了轉換法；
（2）分析1、3兩次實驗數據可知球開始下滑的高度相同，質量不同，球的水平射程相同，故可得：過山車到達圓形軌道最高點的速度與過山車的質量無關．
（3）分析1、2兩次實驗數據知，小球的質量相同，球開始下滑的高度不同，球的水平射程不同，質量越大，水平射程越大，即過山車到達圓形軌道最高點的速度越大，故得出過山車到達圓形軌道最高點的速度隨過山車在斜面上開始下滑的高度的增大而增大．
故答案為：（1）轉化；（2）1、3；無關；（3）增大．

點評 此類實驗題目是考查對控制變量法和轉換法的掌握情況，及如何正確的對實驗現象進行分析，歸納出正確的結論，最后一問是本題的難點．