Question

张强想探究小球滚上斜面能达到的最大高度与斜面倾角、小球质量的关系。他将两个斜面AO与OB对接成如下图所示的装置，进行如下的实验：

（a）将质量为5g的小球从斜面AO的某一高度h处静止释放，经O点滚上斜面OB，小球到的最大高度为H

（b）改变斜面OB的倾角θ，重复上述实验；

（c）换用质量为7g的小球重复上述实验，并将实验数据均记录在下表中：

实验序号	小球质量m／g	小球释放高度h／cm	斜面OB的倾角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）每次实验都将小球从斜面AO的同一高度h处静止释放，其目的是______。

（2）比较实验1、2、3（或3、4、5），说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与______有关。

（3）比较实验______（选择序号），说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关。

（4）如果斜面没有摩擦，小球能滚上斜面OB的最大高度是______cm。本实验中小球未能达到这个高度，从能量的角度来看，是小球有部分机械能转化为______。

Answer

保持O点的速度一样 θ 1、4（2、5或3、6） 10 内能

【解析】

（1）小球处于某一高度，具有重力势能，小球在向下滚动的过程中，重力势能转化为动能，每次实验都将小球从斜面AO的同一高度h处静止释放，其目的是保证小球到达斜面底端时速度相同；

（2）由表中实验序号为1、2、3（或4、5、6）的实验可知，在小球质量一定的情况下，斜面倾角越小，小球上升的最大高度越小，由此可知小球在斜面OB上能达到的最大高度与斜面OB的倾角θ有关。

（3）由表中实验序号为1、4或2、5或3、6的数据可知，在斜面倾角一定时，小球质量不同，小球上升的最大高度相同，由此可知：小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关。

（4）小球的释放高度为10cm，如果斜面没有摩擦，小球的机械能守恒，则小球在斜面OB能达到的量大高度与滚下时的高度相同是10厘米；实验中小球未能达到这个高度，从能量的角度来看，是小球有部分机械能转化为内能，故上升高度小于原来的高度。