题目内容

1．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，上坡过程中增加的重力势能就越大．
（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．
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相同高度（选填“不同高度”或“相同高度”）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．这说明猜想一是错误（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，测得的数据记录如表：
次数12345
木板倾角θ10°30°53°75°85°
向上滑行的最大距离0.500.400.360.390.43
根据表中数据，可知木块向上滑行的最大距离s与倾角θ关系是随倾角θ的增大，小球上滑的最大距离S先减小后增大．

分析 （1）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．
（2）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．由此去考虑设计思路．
（3）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．

解答 解：（1）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．
（2）木块滑动到底端的速度取决于木块初始点的高度，高度越高，到达底端时的速度越大，为了保证不同木块到达底端的速度相同，所以要可知木块滑动的初始点的高度相同，即让木块在轨道同一高度由静止释放．
（3）由于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．所以物体冲上斜坡的最大距离可能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；故得结论：随倾角θ的增大，木块上滑的最大距离S先减小后增大．
故答案如下：
（1）重力势能；
（2）相同高度；
（3）错误；随倾角θ的增大，小球上滑的最大距离S先减小后增大．

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．

练习册系列答案
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电压U/V456
电流I/A0.210.250.30
电功率P/W
功率的平均值

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