小明骑自行车上学途中,要经过一段上坡路.他思考:物体冲上粗糙程度相同的斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢?

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  • 解题思路: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.

    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.

    ③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.

    ④为了使实验结论更具普遍性,应采用不同的材料多做几次实验.

    ①车子的初始速度越大,冲上同一斜坡的最大距离就越长,所以可猜想物体冲上粗糙程度相同的斜坡的最大距离可能与物体的速度有关;

    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根据控制变量法的思想,将大小相同质量不同的金属小球从左边的木槽上同一高度处静止滚下,目的是保证不同球到达底端的速度相同;

    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可能与物体的质量大小无关.故说明猜想一是错误的.

    ③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:物体冲上粗糙程度相同的斜坡的最大距离与斜坡的倾角有关,且随倾角θ的增大,上滑的最大距离先减小后增大.

    ④用粗糙程度与木槽不同的塑料槽、钢槽,重复做猜想二实验,目的是使实验结论更具普遍性.

    故答案为:

    ①速度;重力势;

    ②保证不同球到达底端的速度相同;错误;

    ③物体冲上粗糙程度相同的斜坡的最大距离与斜坡的倾角有关,且随倾角θ的增大,上滑的最大距离先减小后增大;

    ④使实验结论更具普遍性.

    点评:

    本题考点: 控制变量法与探究性实验方案.

    考点点评: 此题是探究物体滑上斜坡的最大距离的影响因素,实验探究题往往探究的内容不再是课本上的知识,而是新的内容,需掌握常用的探究方法:控制变量法和转换法.