题目内容

13.物体在斜面上由静止运动到底部时,速度的大小与斜面倾角、斜面粗糙程度和斜面长度有关.为了探究“物体在斜面上由静止运动到底端时,速度的大小与斜面倾角的关系”,所用的实验器材有:木块、斜面、量角器、能测出速度的传感器.
(1)实验中,选择斜面倾角最小值的标准是:木块能向下运动.
(2)记录的实验数据如下表.根据表中的数据,请在方格纸上用描点法画出速度v与斜面倾角θ的关系图象.
实验次数123456
斜面倾角θ/°304050607080
速度v/m•s-12.03.03.53.84.04.1
斜面粗糙程度相同 
斜面长度 相同

(3)根据图象得出的探究结论是:
斜面的粗糙程度和斜面长度一定时,物体在斜面上由静止运动到底端的速度随着斜面倾角的增大而增大的越来越慢(选填“快”或“慢”).

分析 (1)探究物体沿斜面向下滑动速度的大小与斜面倾角最小值的关系的标准是保证木块能向下运动;
(2)利用描点法,描出时间和温度对应点,然后用平滑的曲线连接起来;
(3)知道滑动摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关,要探究滑动摩擦力的影响因素,需用到控制变量法.

解答 解:(1)实验中,选择斜面倾角最小值的标准是木块能向下运动;
(2)在图象上把表格中对应的点做出来,然后将它们连起来,见下图:

(3)采用不同表面的目的是为了改变接触面的粗糙程度,使小车受到的阻力在不同,这种研究方法叫控制变量法,根据图象发现斜面的粗糙程度和斜面长度一定时,物体在斜面上由静止运动到底端的速度随着斜面倾角的增大而增大的越来越慢.
故答案为:
(1)木块能向下运动;
(2)见上图;
(3)慢.

点评 本题主要考查了对控制变量法的掌握和应用,同时考查了速度v与斜面倾角的关系图象的画法,有一定的理解难度.

练习册系列答案
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1.(一)物理学习小组准备探究“浮力大小与哪些因素有关”
同学们利用以下器材对这些猜想进行了探究.
器材:两个弹簧测力计(一个量程为0-3N,分度值为0.1N)、实心圆柱体铜块甲:高度为5cm,横截面积为2cm2;实心圆柱体铜块乙:高度为6cm,横截面积为5cm2;实心圆柱体铝块丙:高度为6cm,横截面积为5cm2;一块橡皮泥、三个相同的大烧杯(底面积为40cm2),分别装有一定量的水、酒精、盐水溶液、刻度尺、细线.
他们设计了如下的实验:
①用弹簧测力计挂住实心铜块甲,称出铜块的重力,如图A;
②用弹簧测力计挂住实心铜块甲,把它慢慢浸入到水中,读出铜块在不同深度时弹簧测力计的示数,如图B、C、D、E、F;
③用弹簧测力计挂住实心铜块甲,把它慢慢浸入到盐水中,读出铜块在与图E中深度相同时弹簧测力计的示数,如图G.

实验时,他们发现了一个问题,在如图B、C、D、E、F、G中弹簧秤的示数变化很不明显,主要原因是铜块体积太小,所受浮力太小.
同学们经过讨论,认识到了问题,并对实验进行了改进:用铜块乙代替铜块甲,用酒精代替了水,顺利地完成了实验,分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F.实验数据如表:
实验次数1234567
h/cm0246789
F/N2.702.592.482.372.372.372.30
(1)在第②步的图D中铜块乙所受浮力F=0.33N.
(2)分析第②步的图B、C、D,说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关.
(3)分析第B、C、D步,说明浮力大小跟排开液体的体积有关.
(4)分析第E、G步,说明浮力大小跟液体的密度有关.
(5)分析第D、E、F步,说明浮力大小跟浸没在液体中的深度无关.
(6)这种研究物理问题的方法叫控制变量法.
(二)物理小组的同学们体验到了科学探究的乐趣,想继续探究一下“液体内部压强与深度关系”,怎么探究呢,于是展开了讨论,有同学提出不需要重新设计实验,就用上面实验中的数据就可以得到液体压强的特点,请你帮他分析一下:
(1)在图B中物体下表面处受到液体的压强为200 Pa;
(2)由图A及B、C、D、E、F几组数据可以得到液体压强与液体的深度有关.

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