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?

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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.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.

    (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)设计实验装置如图示.

    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,为了保证不同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,即让小球从同一高度滚下.

    要探究由于物体上行的最大距离与物体质量的关系,根据控制变量法的思路,就要控制物体的速度有关,斜坡的倾角都要相同,只让物体的质量不同.故让让不同的小球在轨道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可能与物体的质量大小无关.故说明猜想一是错误的.

    利用实验中记录的数据作为横纵坐标在图象中,定点,连线得到图象.

    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,小球上滑的最大距离S先减小后增大.

    故答案如下:

    (1)重力势能

    (2)让小球在轨道同一高度由静止释放;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:

    本题考点: 动能和势能的大小变化;动能的影响因素;势能的影响因素;动能和势能的转化与守恒.

    考点点评: 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,掌握探究的方法:一般要用到控制变量法和转换法.如此题.