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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?(1)他发现车子的初始速度越大,冲上斜坡的最大距离就越长,这是因为车子的初

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解决时间 2021-02-14 00:38
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?
(1)他发现车子的初始速度越大,冲上斜坡的最大距离就越长,这是因为车子的初始速度越大,它的初始动能也越大,上坡过程中由动能转化的______就越大.
(2)他进而又提出两个猜想:
猜想1:物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小有关;
猜想2:物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关.
为了验证猜想,他设计了如图所示的实验装置.装置的右侧为与水平面平滑连接的长木板,并在其下面垫上一个木块M,使长木板与水平面成一定的倾角,改变木块M在长木板下的位置就可改变倾角θ的大小.实验时为了让不同质量的小球以相同的初始速度滑上长木板,他在左侧放置了一个固定的斜面A.
①请说明使用斜面A进行实验时的操作要点:______.
②小明发现当不同质量的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.这说明猜想一是______(选填“正确”或“错误”)的.
③在验证猜想2的实验中,小明让一个球以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板,测得的数据记录如下表:
次数12345木板倾角θ10°30°53°75°85°向上滑行的
最大距离s/m0.500.400.360.390.43根据表中数据分析小球向上滑行的最大距离s与倾角θ的关系是______.
最佳答案
解(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)①由于物体上升的高度已经知道了与物体的速度大小有关.
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,为了保证小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,即让小球从斜面A同一高度由静止释放.
②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:随倾角θ的增大,小球上滑的最大距离S先减小后增大.
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