Question

11．小聰騎自行車下坡時，想到從斜面下滑物體的快慢與哪些因素有關(guān)呢？回家后她找來了小車、秒表、刻度尺和度尺和充當(dāng)斜面的木板進行探究，如圖所示．首先對影響小車下滑快慢的因素作出以下猜想：
猜想一：與小車的質(zhì)量有關(guān)；
猜想二：與斜面的高度有關(guān)；
猜想三：與斜面的長度有關(guān)．
（1）根據(jù)所學(xué)知識，判斷猜想二是正確的，依據(jù)是動能是重力勢能轉(zhuǎn)化而來的．
（2）為了驗證猜想一，小華設(shè)計的方案是在小車內(nèi)放置不同數(shù)量的鉤碼，分別從斜面的頂端由靜止釋放，測出下滑的時間．小華測量的結(jié)果如下表，她懷疑第三次測量錯誤，于是重新測量并進行了修正．你認為小華第三次測量時間偏小的原因，除了秒表的使用和小車開始的位置不符合設(shè)計的要求外，還有一種在操作上存在的問題可能是小車沒有從靜止釋放；經(jīng)過對修正后的數(shù)據(jù)分析，猜想一是錯誤（選填正確/錯誤）的．

實驗次數(shù)	1	2	3	4
小車內(nèi)放置鉤碼的質(zhì)量m/g	0	50	100	150
時間t/s	2.5	2.5	2.0	2.5

（3）為了驗證猜想三，小聰設(shè)計的方案是將小車分別從距斜面底端不同距離處由靜止釋放，測出下滑的時間．她通過測量發(fā)現(xiàn)下滑的時間不同，于是得出猜想三是正確的．請對小聰這一探究作出評價，指出她存在的兩個主要問題是①改變長度時，沒有控制高度一定；②路程不同，不能只通過時間比較運動快慢．
（4）接著小聰又作出：“小車下滑的快慢還與斜面傾角有關(guān)”的猜想，你認為她不需（需/不需）要對這一猜想進行探究．如需要，說出方案，如不需要，說出原因：斜面的高度、長度和傾角之間有一定的定量關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）掌握影響動能、勢能大小的因素，小車在下滑時將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能．
重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)．
（2）在讓小車下滑時，要注意使其由靜止滑下．若給出一個初速度，則會使下滑時間變短．
根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，分析小車速度與質(zhì)量的關(guān)系．因為小車通過的路程是相同的，可以根據(jù)時間的長短判斷速度的大�。�
（3）注意控制變量法的應(yīng)用，根據(jù)速度公式知道所用時間的長短不僅速度有關(guān)，還與通過的路程有關(guān)．

解答 解：（1）猜想二：與斜面的高度有關(guān)．斜面的高度越大，同一物體的重力勢能越大，在下滑過程中轉(zhuǎn)化成的動能越大，速度越大．所以斷定猜想二是正確的．
（2）在實驗時，應(yīng)保證由靜止滑下，由表格中數(shù)據(jù)知，第三次下滑時間較短，可能是由于斜面角度造成的．
由表格中數(shù)據(jù)中，小車的質(zhì)量不同，但下滑時間相同，又因為所經(jīng)過的路程相同，所以速度是相同的，因此說明猜想一是錯誤的．
（3）小華設(shè)計的方案是將小車分別從距斜面底端不同距離處由靜止釋放，在此過程中沒有控制高度一定，所以會造成時間的不同．同時根據(jù)t=$\frac{s}{v}$，路程也會影響所用時間的長短．
（4）由于斜面的高度和長度決定了斜面的傾角，所以不需要對這一猜想進行探究．
故答案為：（1）動能是由重力勢能轉(zhuǎn)化而來的；（2）小車沒有從靜止釋放；錯誤；（3）①改變長度時，沒有控制高度一定；②路程不同，不能只通過時間比較運動快慢；（4）不需；斜面的高度、長度和傾角之間有一定的定量關(guān)系．

點評 此題是探究從斜面下滑物體的快慢與哪些因素有關(guān)的實驗，通過實驗考查了學(xué)生對控制變量法的應(yīng)用，同時考查了動能和勢能的轉(zhuǎn)化及根據(jù)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力．