Question

【題目】張強想探究小球滾上斜面能達到的最大高度與斜面傾角、小球質量的關系。他將兩個斜面AO與OB對接成如下圖所示的裝置，進行如下的實驗：

（a）將質量為5g的小球從斜面AO的某一高度h處靜止釋放，經O點滾上斜面OB，小球到的最大高度為H

（b）改變斜面OB的傾角θ，重復上述實驗；

（c）換用質量為7g的小球重復上述實驗，并將實驗數據均記錄在下表中：

實驗序號	小球質量m／g	小球釋放高度h／cm	斜面OB的傾角θ／°	小球在斜面OB上最大高度H／cm
1	5	10	40	9.0
2			30	8.6
3			20	8.0
4	7	10	40	9.0
5			30	8.6
6			20	8.0

（1）每次實驗都將小球從斜面AO的同一高度h處靜止釋放，其目的是______。

（2）比較實驗1、2、3（或3、4、5），說明小球在斜面OB上能達到的最大高度與______有關。

（3）比較實驗______（選擇序號），說明小球在斜面OB上能達到的最大高度與小球質量無關。

（4）如果斜面沒有摩擦，小球能滾上斜面OB的最大高度是______cm。本實驗中小球未能達到這個高度，從能量的角度來看，是小球有部分機械能轉化為______。

Answer 1

【答案】保持O點的速度一樣 θ 1、4（2、5或3、6） 10 內能

【解析】

（1）小球處于某一高度，具有重力勢能，小球在向下滾動的過程中，重力勢能轉化為動能，每次實驗都將小球從斜面AO的同一高度h處靜止釋放，其目的是保證小球到達斜面底端時速度相同；

（2）由表中實驗序號為1、2、3（或4、5、6）的實驗可知，在小球質量一定的情況下，斜面傾角越小，小球上升的最大高度越小，由此可知小球在斜面OB上能達到的最大高度與斜面OB的傾角θ有關。

（3）由表中實驗序號為1、4或2、5或3、6的數據可知，在斜面傾角一定時，小球質量不同，小球上升的最大高度相同，由此可知：小球在斜面OB上能達到的最大高度與小球質量無關。

（4）小球的釋放高度為10cm，如果斜面沒有摩擦，小球的機械能守恒，則小球在斜面OB能達到的量大高度與滾下時的高度相同是10厘米；實驗中小球未能達到這個高度，從能量的角度來看，是小球有部分機械能轉化為內能，故上升高度小于原來的高度。