Question

小明同學在研究“動能大小與哪些因素有關”的實驗中對小球在斜面上的運動狀況很感興趣，于是他找來頻閃照相機對小球在斜面及其運動到光滑的水平面時的情況進行拍照，每隔0.1s的時間曝光一次，如圖是小明做三次實驗的示意圖，請根據圖示回答下列問題．

（1）如圖（a）小球從A點運動到D點，平均速度為______m/s，小球在斜面上運動速度越來越______（選填“大”或“小”），在水平面上的運動______（選填“是”或“不是”）勻速直線運動．
（2）如圖（b）所示，小明再換用質量較大的球重做實驗，比較圖（a）和圖（b），你可以得出結論：______．
（3）小明又將圖（a）實驗用的小球放在   10.0cm處，自由釋放小球，拍攝出如圖（c）所示的照片，比較圖（a）和圖（c），得出結論：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）照相機每隔0.1s拍攝一次，求出小球在兩位置的照片間隔數，可求出時間t；圖上每相鄰兩幅照片的時間間隔相等，由相鄰照片間的距離大小可算小球運動速度，比較運動快慢．
（2）圖（a）和（b）中小球所處的高度相同，兩球的質量不同，因此是研究速度與質量的關系，結合兩球的運動情況進行判斷．
（3）圖（b）和（c）中小球質量相同，所處的高度不同，因此是研究速度與所在斜面高度的關系，結合兩球運動情況進行判斷．
解答：解：
（1）①由圖知A與D間有3個間隔，則小球從A點運動到D點的時間t=3×0.1s=0.3s．
由圖可知，A與D間的距離s=30cm，則平均速度．v===100cm/s=1m/s．
②圖上每相鄰兩幅照片的時間間隔t相等，由圖可知，在斜面運動過程中，兩相鄰小球間的距離s越來越大，由v=，知小球的速度越來越大．
③在水平面運動過程中，兩相鄰小球間距離s不變，，可知小球速度不變．
（2）通過對比圖（a）和（b）可知，控制相同的量是斜面和高度，不同的量是小球的質量，發現水平面上兩球運動速度相同．
（3）通過對比圖（b）和（c）可知，控制相同的量是小球質量和斜面，不同的量是高度，發現高度高的水平面上運動速度大．
故答案為：
（1）1m/s；大；是．
（2）不同質量的小球在同一斜面、同一高度自由釋放，到達水平面時的速度相同．
（3）相同質量的小球在同一斜面、不同高度自由釋放，到達水平面時的速度不同．
點評：（1）本實驗課題并不是研究動能的影響因素，而是研究小球在斜面和平面上的運動情況，故說結論時要注意方向．
（2）描述實驗結論時，要注意控制變量的思想，即“在什么條件一定時”得到的結論．