题目:

(2013·槐荫区一模)下雨天,小红站在窗前看到对面人字形屋面上的雨水在不停的流淌,她想:雨水在屋面流淌的时间与哪些因素有关呢?她提出了两种猜想:
a.雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关;
b.雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关.
猜想是否正确呢?为此,她设计了一个如图的装置(斜面光滑且较长,倾角α可调),用小球模拟雨滴进行了如下的探究活动:
(1)保持斜面的倾角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,测出小球下滑的时间如表一.
小红经过分析得出了如下结论:
斜面倾角α不变时,小球下滑时间与小球质量无关
斜面倾角α不变时,小球下滑时间与小球质量无关
.
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/° |
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(如图所示),测出每次下滑的时间如表二:小红对上述数据进行了归纳分析,得出的结论是
在质量一定时,小球下滑的时间与斜面的倾角有关,倾角为45°时,下滑时间最短
在质量一定时,小球下滑的时间与斜面的倾角有关,倾角为45°时,下滑时间最短
.
答案
斜面倾角α不变时,小球下滑时间与小球质量无关
在质量一定时,小球下滑的时间与斜面的倾角有关,倾角为45°时,下滑时间最短
解:(1)由表一实验数据可知,当斜面倾角α不变,小球质量不同,分别为3g、6g、8g、12g、20g时,小球下滑的时间相同,都是1.7s,由此可知,斜面倾角α不变时,小球下滑时间与小球质量无关.
(2)由表二实验数据可知,在小球质量相同,斜面倾角α不同时,小球下滑的时间不同,当倾角为45°时,下滑时间最短,由此可见:在质量一定时,小球下滑的时间与斜面的倾角有关,倾角为45°时,下滑时间最短.
故答案为:(1)斜面倾角α不变时,小球下滑时间与小球质量无关;
(2)质量一定时,小球下滑的时间与斜面的倾角有关,倾角为45°时,下滑时间最短.