Question

5．小明騎自行車上學(xué)途中，要經(jīng)過(guò)一段上坡路．他思考：物體沖上粗糙程度相同的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，沖上同一斜坡的最大距離就越長(zhǎng)．因此他猜想物體沖上粗糙程度相同的斜坡的最大距離可能與物體的速度有關(guān)，并且小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了他的這一猜想．他還思考到原因是同一輛車子的初始速度越大，它的初始動(dòng)能也越大，上坡過(guò)程中增加的重力勢(shì)能就越大．
②他進(jìn)而又提出兩個(gè)猜想：
猜想一：物體沖上粗糙程度相同的斜坡的最大距離可能與物體的質(zhì)量大小有關(guān)；
猜想二：物體沖上粗糙程度相同的斜坡的最大距離可能與斜坡與水平面的夾角的大小有關(guān)．
為了防止球偏離，小明用木槽作為實(shí)驗(yàn)用的斜坡．為了驗(yàn)證猜想一，他將兩塊與水平面平滑連接的長(zhǎng)木槽分別以與水平面一定夾角α、θ固定，如圖18所示，將右邊的木槽作為實(shí)驗(yàn)研究的斜坡．實(shí)驗(yàn)時(shí)他將大小相同質(zhì)量不同的金屬小球從左邊的木槽上同一高度處?kù)o止?jié)L下，目的是保證不同球到達(dá)底端的速度相同．
小明發(fā)現(xiàn)當(dāng)不同質(zhì)量的金屬小球以相同初始速度沖上右邊的斜坡時(shí)，向上沖的最大距離均相同．這說(shuō)明猜想一是錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的．
③在驗(yàn)證猜想二的實(shí)驗(yàn)中，小明讓一金屬小球從左邊的木槽上同一高度處?kù)o止?jié)L下，分別沖上與水平面的夾角不同的粗糙程度相同的右邊的斜坡，測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄如下表：

次數(shù)	1	2	3
斜坡與水平面夾角θ	10°	30°	53°
向上沖的最大距離s/m	0.50	0.40	0.36

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：物體沖上粗糙程度相同的斜坡的最大距離與斜坡的傾角有關(guān)，且隨傾角θ的增大，上滑的最大距離減�。�
④小明覺(jué)得自己的實(shí)驗(yàn)中還有不足之處，他又用粗糙程度與木槽不同的塑料槽、鋼槽，重復(fù)做猜想二實(shí)驗(yàn)，目的是使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具普遍性．

Answer 1

分析 ①車子上坡的過(guò)程是一個(gè)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能的過(guò)程，轉(zhuǎn)化出的重力勢(shì)能的多少?zèng)Q定于物體具有動(dòng)能的多少．
②由于物體上升的高度已經(jīng)知道了與物體的速度大小有關(guān)，新的猜想有兩個(gè)，根據(jù)控制變量法的思想，探究與物體質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，只控制質(zhì)量不同，其它因素都相同．由此去考慮設(shè)計(jì)思路．
猜想的正確與否，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)判定，因此，根據(jù)不同質(zhì)量的木塊以相同初始速度滑上長(zhǎng)木板時(shí)，向上滑行的最大距離是否相同即可知道猜想是否正確．
③利用表中給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即可確定物體上升的最大距離與傾斜角度的關(guān)系．
④為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具普遍性，應(yīng)采用不同的材料多做幾次實(shí)驗(yàn)．

解答 解：
①車子的初始速度越大，沖上同一斜坡的最大距離就越長(zhǎng)，所以可猜想物體沖上粗糙程度相同的斜坡的最大距離可能與物體的速度有關(guān)；
車子上升時(shí)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，車子的速度越大，動(dòng)能就越大，從而有更多的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能．所以上升的高度就越高．
②根據(jù)控制變量法的思想，將大小相同質(zhì)量不同的金屬小球從左邊的木槽上同一高度處?kù)o止?jié)L下，目的是保證不同球到達(dá)底端的速度相同；
由于不同質(zhì)量的小球以相同初始速度滑上長(zhǎng)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可能與物體的質(zhì)量大小無(wú)關(guān)．故說(shuō)明猜想一是錯(cuò)誤的．
③由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，從10°到53°這個(gè)過(guò)程，物體的上升的高度隨著傾斜角度的增加在減小；故得結(jié)論：物體沖上粗糙程度相同的斜坡的最大距離與斜坡的傾角有關(guān)，且隨傾角θ的增大，上滑的最大距離減�。�
④用粗糙程度與木槽不同的塑料槽、鋼槽，重復(fù)做猜想二實(shí)驗(yàn)，目的是使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具普遍性．
故答案為：
①速度；重力勢(shì)；
②保證不同球到達(dá)底端的速度相同；錯(cuò)誤；
③物體沖上粗糙程度相同的斜坡的最大距離與斜坡的傾角有關(guān)，且隨傾角θ的增大，上滑的最大距離減��；
④使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具普遍性．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究物體滑上斜坡的最大距離的影響因素，實(shí)驗(yàn)探究題往往探究的內(nèi)容不再是課本上的知識(shí)，而是新的內(nèi)容，需掌握常用的探究方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法．