Question

12．為探究“小車沿斜面向下運(yùn)動的特點(diǎn)”，同學(xué)們利用標(biāo)有刻度線的光滑斜面、小車和數(shù)字電子鐘（時間顯示格式為“時：分：秒”）等器材進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)探究．圖中顯示的是小車通過甲、乙、丙三個位置及對應(yīng)時間的情況．

（1）同學(xué)們對小車運(yùn)動特點(diǎn)的探究思路是什么？
（2）按照探究思路，結(jié)合上圖所示的實(shí)驗(yàn)情景，寫出分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的過程．
（3）請你從能量的角度解釋上述結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)的基本思路時，利用速度的公式，分別測量各段路程與時間，計算平均速度，最終發(fā)現(xiàn)和總結(jié)出運(yùn)動特點(diǎn)；
（2）結(jié)合上述過程，從圖中找出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用速度公式進(jìn)行計算和分析；
（3）根據(jù)動能與重力勢能的影響因素可對實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象進(jìn)行分析．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)的探究思路是：根據(jù)公式v=$\frac{s}{t}$，測量各段路程與時間，計算并比較在不同路段內(nèi)小車的運(yùn)動速度，發(fā)現(xiàn)其運(yùn)動的特點(diǎn)；
（2）按照探究思路，結(jié)合上圖所示的實(shí)驗(yàn)情景，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的過程為：
小車由甲至乙路段的速度：v₁=$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{0.26m}{2s}$=0.13m/s；
小車由乙至丙路段的速度：v₂=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.64m}{4s}$=0.16m/s；
比較可知，v₁＜v₂，所以小車沿光滑斜面向下運(yùn)動時做加速運(yùn)動．
（3）由題意知，小車沿斜面向下運(yùn)動時，位置越來越低，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能增加，所以速度越來越大．
答：（1）根據(jù)公式v=$\frac{s}{t}$，測量各段路程與時間，計算并比較在不同路段內(nèi)小車的運(yùn)動速度，發(fā)現(xiàn)其運(yùn)動的特點(diǎn)；
（2）小車由甲至乙路段的速度：v₁=$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{0.26m}{2s}$=0.13m/s；
小車由乙至丙路段的速度：v₂=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.64m}{4s}$=0.16m/s；
比較可知，v₁＜v₂，所以小車沿光滑斜面向下運(yùn)動時做加速運(yùn)動．
（3）小車沿斜面向下運(yùn)動時，位置越來越低，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能增加，所以速度越來越大．

點(diǎn)評 本題從另一個角度考查了平均速度的實(shí)驗(yàn)，不要求我們直接去測量，而是通過數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論，并從能量轉(zhuǎn)化的角度去解釋，值得關(guān)注．