Question

小明騎自行車上學(xué)途中，要經(jīng)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(guān)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?yàn)檐囎拥某跏妓俣仍酱�，它的初始�?dòng)能也越大，上坡過程中增加的______就越大．
（2）他進(jìn)而又提出兩個(gè)猜想：
猜想一：物體沖上斜坡的最大距離可能與物體的質(zhì)量大小有關(guān)；
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(guān)．
你的猜想是：物體沖上斜坡的最大距離可能與______有關(guān)．
為了驗(yàn)證猜想一，他將與水平面平滑連接的長木板以一定的傾角θ固定，左邊放置一斜面，如圖所示．實(shí)驗(yàn)時(shí)為了讓不同質(zhì)量的小木塊以相同的初始速度滑上長木板，應(yīng)該使小木塊從斜面的______處自由下滑．
（3）小明發(fā)現(xiàn)當(dāng)不同質(zhì)量的木塊以相同初始速度滑上長木板時(shí)，向上滑行的最大距離均相同．這說明猜想一是______（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的．
在驗(yàn)證猜想二的實(shí)驗(yàn)中，小明讓一木塊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)記錄如下表：

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	0.50	0.40	0.36	0.39	0.43

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可知木塊向上滑行的最大距離s與傾角θ關(guān)系是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）車子上坡的過程是一個(gè)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能的過程，轉(zhuǎn)化出的重力勢能的多少?zèng)Q定于物體具有動(dòng)能的多少．
（2）可以猜想物體沖上斜坡的最大距離與斜坡的粗糙程度有關(guān)；
驗(yàn)證猜想一：物體沖上斜坡的最大距離可能與物體的質(zhì)量大小有關(guān)，應(yīng)控制物體初速度相同而物體質(zhì)量不同，控制物體初速度相同，可以讓物體從斜面的相同高度處由靜止下滑．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)所控制的變量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，判斷猜想一是否正確；
分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出物體上升的最大距離與傾斜角度的關(guān)系．
解答：解（1）車子上升時(shí)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，車子的速度越大，動(dòng)能就越大，上坡過程中車子增加的重力勢能越大．
（2）可以猜想：物體沖上斜坡的最大距離可能與斜面的粗糙程度有關(guān)．
為了驗(yàn)證猜想一，應(yīng)控制物體初速度相同，實(shí)驗(yàn)時(shí)為了讓不同質(zhì)量的小木塊以相同的初始速度滑上長木板，應(yīng)該使小木塊從斜面的相同高度處自由下滑．
（3）由于不同質(zhì)量的小球以相同初始速度滑上長木板時(shí)，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與物體的質(zhì)量大小無關(guān)，這說明猜想一是錯(cuò)誤的．
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，從10°到53°這個(gè)過程，物體的上升的高度隨著傾斜角度的增加在減小；
從53°到85°這個(gè)過程，物體的上升的高度隨著傾斜角度的增加在增大；
由此可知：隨傾角θ的增大，小球上滑的最大距離S先減小后增大．
故答案為：（1）重力勢能；（2）斜坡的粗糙程度；相同高度；（3）錯(cuò)誤；
隨傾角θ的增大，小球上滑的最大距離S先減小后增大．
點(diǎn)評(píng)：實(shí)驗(yàn)探究題考查學(xué)生的能力比較全面，往往探究的內(nèi)容不再是課本上的知識(shí)，而是新的內(nèi)容，掌握探究的方法：一般要用到控制變量法和轉(zhuǎn)換法．