Question

（2013?鞍山模擬）小明騎自行車上學途中，要經過一段上坡路．他思考：物體沖上斜坡的最大距離可能與哪些因素有關呢？
（1）他發現車子的初始速度越大，沖上斜坡的最大距離就越長．這是因為車子的初始速度越大，它的初始動能也越大，上坡過程中增加的

重力勢能

就越大．
（2）他進而又提出兩個猜想：
猜想一：物體沖上斜坡的最大距離可能與物體的質量大小有關；
猜想二：物體沖上斜坡的最大距離可能與斜坡的傾角大小有關．
你的猜想是：物體沖上斜坡的最大距離可能與

斜坡的粗糙程度

有關．
為了驗證猜想一，他將與水平面平滑連接的長木板以一定的傾角θ固定，左邊放置一斜面，如圖所示．實驗時為了讓不同質量的小木塊以相同的初始速度滑上長木板，應該使小木塊從斜面的

相同高度

處自由下滑．
（3）小明發現當不同質量的木塊以相同初始速度滑上長木板時，向上滑行的最大距離均相同．這說明猜想一是

錯誤

（選填“正確”或“錯誤”）的．
在驗證猜想二的實驗中，小明讓一木塊以相同的初始速度分別滑上不同傾角的長木板，測得的數據記錄如下表：

次數	1	2	3	4	5
木板傾角θ	10°	30°	53°	75°	85°
向上滑行的最大距離	0.50	0.40	0.36	0.39	0.43

根據表中數據，可知木塊向上滑行的最大距離s與傾角θ關系是

隨傾角θ的增大，小球上滑的最大距離S先減小后增大

．

Answer 1

分析：（1）車子上坡的過程是一個將動能轉化為重力勢能的過程，轉化出的重力勢能的多少決定于物體具有動能的多少．
（2）可以猜想物體沖上斜坡的最大距離與斜坡的粗糙程度有關；
驗證猜想一：物體沖上斜坡的最大距離可能與物體的質量大小有關，應控制物體初速度相同而物體質量不同，控制物體初速度相同，可以讓物體從斜面的相同高度處由靜止下滑．
（3）根據實驗所控制的變量與實驗現象，判斷猜想一是否正確；
分析表中實驗數據，根據實驗數據得出物體上升的最大距離與傾斜角度的關系．

解答：解（1）車子上升時將動能轉化為重力勢能，車子的速度越大，動能就越大，上坡過程中車子增加的重力勢能越大．
（2）可以猜想：物體沖上斜坡的最大距離可能與斜面的粗糙程度有關．
為了驗證猜想一，應控制物體初速度相同，實驗時為了讓不同質量的小木塊以相同的初始速度滑上長木板，應該使小木塊從斜面的相同高度處自由下滑．
（3）由于不同質量的小球以相同初始速度滑上長木板時，向上滑行的最大距離均相同；所以物體沖上斜坡的最大距離與物體的質量大小無關，這說明猜想一是錯誤的．
由實驗數據可以發現，從10°到53°這個過程，物體的上升的高度隨著傾斜角度的增加在減�。�
從53°到85°這個過程，物體的上升的高度隨著傾斜角度的增加在增大；
由此可知：隨傾角θ的增大，小球上滑的最大距離S先減小后增大．
故答案為：（1）重力勢能；（2）斜坡的粗糙程度；相同高度；（3）錯誤；
隨傾角θ的增大，小球上滑的最大距離S先減小后增大．

點評：實驗探究題考查學生的能力比較全面，往往探究的內容不再是課本上的知識，而是新的內容，掌握探究的方法：一般要用到控制變量法和轉換法．