Question

20．小華騎自行車下坡時，想到一個問題：“從斜面下滑物體的快慢與哪些因素有關呢？”回家后她找來了小車、停表、刻度尺和充當斜面的木板進行探究，如圖所示．首先對影響小車下滑快慢的因素作出以下猜想，猜想一：與小車的質(zhì)量有關；猜想二：與斜面的高度有關；猜想三：與斜面的長度有關．
（1）根據(jù)所學知識，物體下滑時的動能是由重力勢能轉(zhuǎn)化而來的，而同一物體質(zhì)量不變，高度越大勢能越大，下滑速度越大（選填“越大”、“越小”），斷定猜想二是正確的．
（2）為了驗證猜想一，小華設計的方案是在小車內(nèi)放置不同數(shù)量的鉤碼，分別從高度相同的同一斜面的頂端由靜止釋放，用停表測出小車由頂端下滑到底端的時間．小華測量的結果如表，她懷疑第三次測量錯誤，這時她想起釋放時推了一下小車，對此她進行了反思：釋放時推了一下小車，小車的動能增大，下滑時間縮短．于是修正了這一錯誤并進行了重新測量，發(fā)現(xiàn)時間仍為2.5秒．表中四個數(shù)據(jù)的下滑路程和時間都相同即速度相同，說明從斜面下滑物體的快慢跟質(zhì)量無關（選填“有關”、“無關”），猜想一是錯誤（正確/錯誤）的．

實驗次數(shù)	1	2	3	4
小車內(nèi)放置鉤碼的質(zhì)量m/g	0	50	100	150
時間t/s	2.5	2.5	2.0	2.5

（3）為了驗證猜想三，小華設計的方案是將同一小車分別從高度相同、長度不同的不同斜面的頂端由靜止釋放，用停表測出下滑到底端的時間．她通過測量發(fā)現(xiàn)下滑的時間不同，于是得出速度不同、猜想三是正確的結論．請對小華這一探究作出評價，指出她“速度不同”判斷錯誤的原因是路程不同（選填“相同”、“不同”），不能只比較時間．正確的方法是計算出每次下滑的速度，才能下結論．
（4）小華又作出：“小車下滑的快慢還與斜面傾角有關”的猜想，你認為在斜面長度相同的條件下，她不需（需/不需）要對這一猜想進行探究，原因是傾角是指斜面與水平面之間的夾角，夾角大小代表斜面陡與平的程度，傾角越大高度越大．

Answer 1

分析 （1）掌握影響動能、勢能大小的因素，小車在下滑時將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能．重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關．
（2）在讓小車下滑時，要注意使其由靜止滑下．若給出一個初速度，則會使下滑時間變短．
根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，分析小車速度與質(zhì)量的關系．因為小車通過的路程是相同的，可以根據(jù)時間的長短判斷速度的大小．
（3）注意控制變量法的應用，根據(jù)速度公式知道所用時間的長短不僅速度有關，還與通過的路程有關．
（4）傾角是指斜面與水平面之間的夾角，夾角大小代表斜面陡與平的程度，據(jù)此判斷是否需要對小華的猜想進行探究．

解答 解：（1）物體下滑時的動能是由重力勢能轉(zhuǎn)化而來的，而同一物體質(zhì)量不變，高度越大，重力勢能越大，下滑速度越大，據(jù)此可斷定猜想二是正確的．
（2）小華懷疑第三次測量錯誤，她對自己的實驗進行了反思：釋放時推了一下小車，小車的初速度不為零，則動能增大，這樣下滑時間會縮短．造成實驗結果不準確．
表中四個數(shù)據(jù)的下滑路程和時間都相同即速度相同，說明從斜面下滑物體的快慢跟質(zhì)量無關，因此說明猜想一是錯誤的．
（3）在小華對猜想三的探究過程中，她“速度不同”的判斷是錯誤的，其原因是路程不同，不能只比較時間．正確的方法是計算出每次下滑的速度，才能下結論．
（4）對于小華又作出的：“小車下滑的快慢還與斜面傾角有關”的猜想，在斜面長度相同的條件下，她不需要對這一猜想進行探究，原因是傾角是指斜面與水平面之間的夾角，夾角大小代表斜面陡與平的程度，傾角越大高度越大．
故答案為：（1）越大；
（2）增大；無關；錯誤；
（3）不同；
（4）不需；越大．

點評 此題是探究從斜面下滑物體的快慢與哪些因素有關的實驗，通過實驗考查了學生對控制變量法的應用，同時考查了動能和勢能的轉(zhuǎn)化及根據(jù)數(shù)據(jù)得出結論的能力．