Question

小敏想探究小球滾上斜面的最大高度與斜面傾角和小球質量的關系，將兩個斜面AO與OB對接成如圖裝置，進行實驗．
①讓質量為5克的小球，在斜面AO上高H處靜止釋放，沿斜面滾下，經O點滾上斜面OB，測量小球達到的最大高度h，將數據記錄在表中；改變斜面OB的傾角θ，重復實驗；
②用質量為7克的小球重復上述實驗，將數據記錄在表中．

實驗 序號	小球質 量m/克	小球在斜面AO上 釋放高度H/厘米	斜面OB 的傾角θ	小球在斜面OB上 的最大高度h/厘米
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）小球從A處由靜止釋放，沿斜面滾到圖中的C處，能量由

重力勢

能轉化為

動

能和

內

能
（2）比較實驗1、2、3（或4、5、6），說明小球在斜面OB上能達到的最大高度與

斜面OB的傾角θ

有關．
（3）比較實驗

1、4（或2、5或3、6）

（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，小球在斜面OB能達到的量大高度是

10

厘米．

Answer 1

分析：（1）物體在由高到低或由低到高的自由運動過程中，重力勢能和動能在發生著轉化，從高處向低處的運動過程中，重力勢能轉化為動能，從低處向高處的運動過程中，由動能轉化為重力勢能，由于斜面的摩擦，有一部分機械能克服摩擦做功，將機械能轉化為內能；
若斜面沒有摩擦力，則小球在發生動能和勢能的轉化過程中，機械能守恒；
（2）根據控制變量法的要求，分析表中實驗數據，然后答題；
如果沒有摩擦，小球在運動過程中，機械能保持不變（機械能守恒），小球在斜面OB上靜止時上升的最大高度與在斜面A上釋放時的高度相同．

解答：解：（1）A處小球處于某一高度，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，由于受斜面的摩擦力，所以有一部分轉化為內能；
（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．
（2）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．
（3）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能達到的量大高度是10厘米．
故答案為：（1）重力勢；動；內；（2）斜面OB的傾角θ；（3）1、4（或2、5或3、6）；（4）10．

點評：本題考查了實驗數據分析，應用控制變量法，在分析過程中，應從實驗目的入手，根據實驗目的分析實驗數據得出結論；小球在運動過程中發生動能和勢能的轉化，若不計摩擦力，則機械能守恒，若計摩擦，則有部分機械能轉化為內能，機械能將減少，但總的能量是不變的，即遵循能量守恒定律．