Question

10．某學習小組利用如圖甲體驗“模擬引力”之后，進一步思考：繩子的拉力大小與什么因素有關？并提出了如下猜想：
猜想A：與小球的質量大小有關；
猜想B：與小球運動的快慢有關；
猜想C：與繩子的長度有關．
為了驗證猜想，學習小組于是進行實驗探究：用一根細繩子的一端拴住一個小球，用手抓住繩子的另一端，掄動細繩，讓小球在光滑水平面上做圓周運動，如圖所示．實驗中，用手感受繩子的拉力大小．做幾次實驗后，得到實驗數據如下表：

實驗次數	小球的質量（g）	運動的快慢	繩子的長度（cm）	繩子的拉力
1	15	慢	10	很小
2	20	慢	10	小
3	20	快	10	大
4	20	快	15	很大

（1）實驗中，小球在豎直方向上受到的重力力和支持力是一對平衡力（不計空氣阻力）．
（2）實驗中，在繩子拉力的作用下，小球的運動方向不斷改變，這一現象可說明繩子拉力的作用效果是改變物體的運動狀態；若繩子斷了，小球不能（填“能”或“不能”）繼續做圓周運動
（3）分析對比實驗次數1、2的數據，可以初步驗證猜想A；分析對比實驗次數2、3的數據，可以初步得出的結論是：在小球質量與繩子長度相同時，繩子拉力大小與小球運動快慢有關．
（4）本實驗采用的實驗方法有轉換法和控制變量法．

Answer 1

分析 （1）對小球進行受力分析，得出結論；
（2）運動方向的改變屬于運動狀態的變化；根據力是改變物體運動狀態的原因進行分析；
（3）比較1、2和2、3中控制的變量和改變的量，得出結論；
（4）研究繩子的拉力影響因素采用控制變量法和轉換法．

解答 解：（1）小球在豎直方向受重力和支持力的作用，這兩個力是一對平衡力；
（2）繩子拉力使小球的運動方向不斷改變，說明力改變了物體的運動狀態；
小球的運動方向不斷發生變化，是因為受到繩子拉力的作用，若繩子斷了，小球不能繼續做圓周運動；
（3）1、2的數據，繩子的長度和小球的速度相同，質量不同，繩子拉力不同，可得繩子拉力與物體的質量有關，即可驗證猜想A；
2、3的數據，小球質量和繩子長度相同，運動快慢不同，運動越快，繩子拉力越大，可得在小球的質量、繩子的長度大小一定時，小球運動越快（速度越大），繩子的拉力就越大．
（4）此實驗中，用小球運動方向的改變來反映力的作用效果，是轉換法；研究其中一個量對繩子拉力作用效果影響時，控制其他的量不變，是控制變量法．
故答案為：（1）重力；支持；（2）改變物體的運動狀態；不能；（3）A；在小球質量與繩子長度相同時，繩子拉力大小與小球運動快慢有關；（4）控制變量．

點評 此題是探究繩子拉力做圓周運動時，繩子的拉力大小與什么因素有關的實驗，主要考查了對控制變量法的應用及對實驗數據的分析，難度不是很大．