小華騎自行車下坡時腳并沒有對踏板施力,但是自行車下坡越來越快,他想到:在斜面上,物體下滑的快慢與哪些因素有關(guān)呢?回家后他找來了小車、秒表、刻度尺、充當(dāng)斜面的木板和可以墊高木板一端的木塊,開始進(jìn)行了探究,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:與斜面的長度有關(guān);
猜想三:與斜面的高度有關(guān)。
(1)根據(jù)所學(xué)知識,小車由斜面高處下滑過程中,速度越來越快是由于小車的
重力勢
重力勢
能轉(zhuǎn)化為動能;下滑過程中,由于受到摩擦力,小車的一部分機械能轉(zhuǎn)化為 內(nèi)
內(nèi)
能。
(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,用下滑時間的長短來比較物體在斜面上下滑的快慢。小華測量的結(jié)果如下表,若小車從斜面頂端到底端經(jīng)過的長度為1m,則第1次小車下滑的平均速度為 0.4
0.4
m/s。觀察了數(shù)據(jù)后,她懷疑第三次測量錯誤,于是重新測量并進(jìn)行了修正。你認(rèn)為小華第三次測量時間偏小的原因,除了秒表使用過程中不符合要求外,還有可能在操作上存在的問題是 小車未從靜止釋放
小車未從靜止釋放
;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)為了驗證猜想二,小華設(shè)計的方案是同一輛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,于是得出猜想二是正確的。請對小華這一探究作出評價,指出她存在的問題可能是
改變長度時,沒有控制高度一定
改變長度時,沒有控制高度一定
。
(4)小華若要檢驗猜想三,每一次實驗可以讓小車都從同一斜面的頂端開始下滑,通過改變
斜面傾角
斜面傾角
來改變小車的初始離地高度,然后通過計算小車在斜面上的平均速度來比較下滑的快慢。