Question

18．下雨天，小明站在窗前看到對面人字形屋面上雨水在不停地流淌．他想，雨水在屋面流淌
的時間與哪些因素有關(guān)呢？他提出了三種猜想：
猜想1：雨水流淌的時間可能與雨水的質(zhì)量有關(guān)；
猜想2：雨水流淌的時間可能與屋面的傾角有關(guān)；
猜想3：雨水流淌的時間可能與屋面的材料有關(guān)．
（1）為了驗(yàn)證猜想是否正確，他設(shè)計(jì)了一個如圖甲所示的裝置（傾角α可調(diào)），用小球模擬雨滴進(jìn)行了如下探究：
①保持斜面傾角α不變，換用不同質(zhì)量的小球，讓它們分別從斜面的頂端由靜止釋放，測出每次小球通過斜面的時間，如表一．表一中數(shù)據(jù)是否支持猜想1？并請說明理由：不支持，因?yàn)椴煌�質(zhì)量的小球分別滾下時所用時間相同；
表一                                   

質(zhì)量m/克	3	6	8	12	20
t/秒	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7

表二

傾角α/°	15	30	45	60	75
t/秒	1.9	1.6	1.2	1.6	1.9

②不改變底邊的長度，多次改變傾角α，讓同一小球從斜面的頂端由靜止釋放（如圖乙），測出每次小球通過斜面的時間，如表二．為了便于得出規(guī)律，檢驗(yàn)猜想2，請?jiān)趫D丙中大致作出t-α的圖象．

（2）請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究猜想3：雨水流淌的時間與屋面的材料的關(guān)系，簡述你的實(shí)驗(yàn)方案：①簡要做法：保持斜面的傾角α與斜面的長度不變，讓小球在不同材料的斜面上下滑，記錄小球在不同材料的斜面上下滑的時間；
②判斷方法：如下滑的時間相同，說明與斜面的材料無關(guān)，如都不相同說明與斜面的材料有關(guān)．．

Answer 1

分析 （1）對本實(shí)驗(yàn)中所探究的問題，小穎做出了三個猜想，按照控制變量法的要求，分析猜想1：中傾角不變，斜面的材料不變，只改變了小球的質(zhì)量，根據(jù)表一中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；
（2）參照前面的實(shí)驗(yàn)過程，同樣運(yùn)用控制變量法，控制傾角與斜面的長度不變，小球的質(zhì)量不變，只改變斜面的材料，便可探究下滑時間與材料的關(guān)系．并根據(jù)下滑時間是否相同來判斷與斜面的材料是否有關(guān)．

解答 解：（1）①分析表一的數(shù)據(jù)可以看出，斜面的傾角不變，斜面的材料相同，只改變了小球的質(zhì)量，而小球下滑的時間始終為1.7s，可得出結(jié)論：在保持斜面的材料與傾角α不變時，不同質(zhì)量的小球下滑時間相同，因此表一中數(shù)據(jù)是否支持猜想1；
②先根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖象中找出對應(yīng)點(diǎn)，再用平滑的線將各點(diǎn)連接起來，觀察圖線的變化趨勢可以看出，隨著斜面傾角的不斷增大，小球的下滑時間先減小后增大，如圖所示：
（2）根據(jù)控制變量法的要求，要想探究下滑的時間與斜面材料的關(guān)系，應(yīng)該保持斜面的傾角、長度以及小球的質(zhì)量不變，讓小球多次下滑，記錄時間，最終根據(jù)時間的變化情況判斷下滑的時間與斜面的材料是否有關(guān)系．
故答案為：
（1）不支持；因?yàn)樵诒３中泵娴牟牧吓c傾角α不變時，不同質(zhì)量的小球下滑時間相同；
②圖象如圖所示；
（2）①簡要做法：保持斜面的傾角α與斜面的長度不變，讓小球在不同材料的斜面上下滑，記錄小球在不同材料的斜面上下滑的時間；②判斷方法：如下滑的時間相同，說明與斜面的材料無關(guān)，如都不相同說明與斜面的材料有關(guān)．

點(diǎn)評 本題所探究的內(nèi)容有一定的新穎性，所提出的三個猜想也有較強(qiáng)的針對性，解答時一定要把握好控制變量法的運(yùn)用．難點(diǎn)在于描述具體的結(jié)論或?qū)嶒?yàn)步驟時，一定要注意語言的嚴(yán)密性，特別要注意結(jié)論所成立的條件，即表述清楚哪些量是控制的，哪些量是變化的．