Question

用繩子拉著一個(gè)小球在光滑的水平桌面做圓周運(yùn)動(dòng)，繩子拉力大小與什么因素有關(guān)？小明認(rèn)為與小球的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)．于是他用一根橡皮筋連接一個(gè)小球，讓小球在光滑的水平桌面上以一定速度作圓周運(yùn)動(dòng)（如圖所示）．改變小球的運(yùn)動(dòng)速度，做幾次實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象如下表．

小球質(zhì)量/g	小球速度	橡皮筋長(zhǎng)度/cm
15	慢	10
15	較快	15
15	很快	18

（1）小球在桌面作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到

3

（選填“2”、“3”） 個(gè)力作用，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

改變

（選填“改變”、“不改變”）（不計(jì)空氣阻力）．
（2）從表格的數(shù)據(jù)可以看出：小球的運(yùn)動(dòng)速度越大，那么橡皮筋的伸長(zhǎng)就越

長(zhǎng)

．
（3）小明用橡皮筋替代繩子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是

便于顯示拉力大小

．
（4）小明查閱資料后知道作圓周運(yùn)動(dòng)的小球受到的拉力與小球的運(yùn)動(dòng)速度、小球的質(zhì)量以及圓周的半徑有關(guān)．據(jù)此，小明認(rèn)為用橡皮筋代替繩子存在著明顯的缺陷，請(qǐng)你說(shuō)出他的判斷依據(jù)是

沒(méi)有控制圓的半徑不變

．

Answer 1

分析：（1）對(duì)小球進(jìn)行受力分析，確定小球受力的個(gè)數(shù)；當(dāng)速度大小和方向都不變時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，否則物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變．
（2）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后答題．
（3）橡皮筋具有彈性，受力是形狀改變明顯，并且能從形變的大小上判斷出拉力的大小．
（3）采用控制變量法研究實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要控制其余因素，只改變需要研究的因素．

解答：解：（1）小球在桌面做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到豎直向下的重力、豎直向上桌子的支持力、橡皮筋的拉力，共3個(gè)力的作用；在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的速度方向時(shí)刻改變，小球的速度不斷改變，小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變．
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，小球的運(yùn)動(dòng)速度越大，橡皮筋的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，橡皮筋的伸長(zhǎng)越長(zhǎng)．
（3）橡皮筋伸長(zhǎng)量越大，橡皮筋的拉力越大，用橡皮筋替代繩子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以通過(guò)橡皮筋的伸長(zhǎng)來(lái)比較拉力的大小．
（4）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球受到的拉力除與小球的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)外，還與小球的質(zhì)量以及圓周的半徑有關(guān)，當(dāng)研究與速度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)當(dāng)控制小球的質(zhì)量和圓周半徑不變，但實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的長(zhǎng)度改變，圓周半徑在發(fā)生改變，實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)有控制半徑不變．
故答案為：（1）3；改變；（2）長(zhǎng)；（3）便于顯示拉力大小（4）沒(méi)有控制圓的半徑不變．

點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了控制變量法，正確應(yīng)用控制變量法、分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)即可正確解題；要掌握控制變量法的應(yīng)用．