Question

小明骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。他思考：物体冲上斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢？
（1）他发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长。这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中增加的___________就越大。
（2）他进而又提出两个猜想：
猜想一：物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小有关；
猜想二：物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关。
你的猜想是：物体冲上斜坡的最大距离可能与         有关。
为了验证猜想一，他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角θ固定，左边放置一斜面，如图所示。实验时为了让不同质量的小木块以相同的初始速度滑上长木板，应该使小木块从斜面的       处自由下滑。

（3）小明发现当不同质量的木块以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离均相同。这说明猜想一是___________（选填“正确”或“错误”）的。
在验证猜想二的实验中，小明让一木块以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板，测得的数据记录如下表：

次数	1	2	3	4	5
木板倾角θ	10°	30°	53°	75°	85°
向上滑行的最大距离s/m	0.50	0.40	0.36	0.39	0.43

根据表中数据，可知木块向上滑行的最大距离s与倾角θ关系是__________________。

Answer 1

（1）①重力势能 （1分） ③斜坡的倾角（坡度、坡面状况），其他合理答案均可（1分）  （2）①质量  材料 （各0.5分） ②同一 （1分）③无关  

试题分析：车子上坡的过程是一个将动能转化为重力势能的过程，转化出的重力势能的多少决定于物体具有动能的多少。由于物体上升的高度已经知道了与物体的速度大小有关，新的猜想有两个，根据控制变量法的思想，探究与物体质量的关系时，只控制质量不同，其它因素都相同．探究与斜坡的倾角的关系时，只控制斜坡的倾角不同，其它因素都相同，由此去考虑操作要点。猜想的正确与否，要通过实验现象来判定，因此，根据不同质量的木块以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离是否相同即可知道猜想是否正确。利用表中给出的实验数据，即可确定物体上升的最大距离与倾斜角度的关系。车子上升时将动能转化为重力势能，车子的速度越大，动能就越大，从而有更多的动能转化为重力势能。所以上升的高度就越高。由于物体上升的高度已经知道了与物体的速度大小有关。小球滚动到底端的速度取决于小球初始点的高度，高度越高，到达底端时的速度越大，为了保证小球到达底端的速度相同，所以要可知小球滚动的初始点的高度相同，即让小球从斜面A同一高度由静止释放。由于不同质量的小球以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离均相同．所以物体冲上斜坡的最大距离与物体的质量大小无关．故说明猜想一是错误的。由实验数据可以发现，从10°到53°这个过程，物体的上升的高度随着倾斜角度的增加在减小；
从53°到85°这个过程，物体的上升的高度随着倾斜角度的增加在增大。
点评：实验探究题考查学生的能力比较全面，往往探究的内容不再是课本上的知识，而是新的内容，掌握探究的方法：一般要用到控制变量法和转换法。