下雨天,小颖站在窗前看到对面人字形屋面上雨水在不停地流淌.他想,雨水在屋面流淌的时间与哪些因素有关呢?他提出了三种猜想:
猜想1:雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关;
猜想2:雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关.
猜想3:雨水流淌的时间可能与屋面的材料有关.
(1)为了验证猜想是否正确,他设计了一个如图甲所示的装置(倾角α可调),用小球模拟雨滴进行了如下探究:
①保持斜面倾角α不变,换用不同质量的小球,让它们分别从斜面的顶端由静止释放,测出每次小球通过斜面的时间.如表一.小颖经过分析得出的结论是:
在保持斜面的材料与倾角α不变时,不同质量的小球下滑时间相同.(在保持斜面的材料与倾角α不变时,小球下滑时间相同与质量无关)
在保持斜面的材料与倾角α不变时,不同质量的小球下滑时间相同.(在保持斜面的材料与倾角α不变时,小球下滑时间相同与质量无关)
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表一
质量m/g |
3 |
6 |
8 |
12 |
20 |
时间t/s |
1.7 |
1.7 |
1.7 |
1.7 |
1.7 |
表二
倾角α/0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
时间t/s |
1.9 |
1.6 |
1.2 |
1.6 |
1.9 |
②不改变底边的长度,多次改变倾角α,让同一小球从斜面的顶端由静止释放(如图乙),测出每次每次小球通过斜面的时间,如表二.为了便于得出规律,请在图丙中大致作出s-α的图象.
小颖对上述数据进行了归纳分析,得出的结论是
在不改变斜面底边长度与斜面的材料时,随着斜面倾角的不断增大,小球的下滑时间先减小后增大
在不改变斜面底边长度与斜面的材料时,随着斜面倾角的不断增大,小球的下滑时间先减小后增大
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(2)请设计实验来探究雨水流淌的时间与屋面的材料的关系,简述你的实验方案.
简要做法:
保持斜面的倾角α与斜面的长度不变,让小球在不同材料的斜面上下滑,记录小球在不同材料的斜面上下滑的时间
保持斜面的倾角α与斜面的长度不变,让小球在不同材料的斜面上下滑,记录小球在不同材料的斜面上下滑的时间
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判断方法:
如下滑的时间相同,说明与斜面的材料无关,如都不相同说明与斜面的材料有关
如下滑的时间相同,说明与斜面的材料无关,如都不相同说明与斜面的材料有关
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