Question

小明到部隊學軍事，看到戰士們在投擲手榴彈，每次投出的距離不同．他猜想手榴彈的投擲距離可能與手榴彈出手時的高度、角度和速度的大小有關．回家后，他利用能射出不同水流速度的兩把水槍進行探究，如圖所示．

探究一實驗數據
實驗序號	槍管與水平方向夾角	水平射出的距離m
1	20°	5.3
2	30°	5.8
3	40°	6
4	50°	5.6
5	60°	4.7
探究二實驗數據
實驗序號	槍管與水平方向夾角	水平射出的距離m
1	20°	7.7
2	30°	8.8
3	40°	9.3
4	50°	8.9
5	60°	7.6

（1）在研究水流射出的水平距離和槍管與水平方向的夾角的關系時，要保持________不變．
（2）由表中的實驗數據可知：槍管與水平方向的夾角為________時，水流射出的水平距離最大．
（3）由表中的實驗數據可得出：水流射出槍口時的高度和槍管與水平方向的夾角一定時，________
（4）為了探究“水流射出的水平距離和水流射出槍口時的高度的關系”，小明又進行了以下實驗：在水流射出速度大小一定的情況下，多次改變水槍口的高度h，分別測出水流射出的水平距離s．他發現h越大、S就越大．此時，小明能否得出水流射出的水平距離和水流射出槍口時的高度的關系？________．為什么？________．

Answer 1

解：（1）他猜想手榴彈的投擲距離可能與投擲的角度和出手時的速度有關，由此類比，水流落地點到槍口的距離和槍管與水平方向的夾角、水流流出槍口的高度和速度大小有關，要探究水流落地點與槍口的距離s與槍管和水平方向夾角θ的關系，就要采用控制變量法控制水流射出時的高度和速度大小一定；
（2）分析探究一的數據，可以發現：在水流射出速度一定，都為V₁時，槍管與水平方向的夾角為40°時，射出的水平距離最大；
（3）探究一和探究二的實驗序號相同時，槍管與水平方向的夾角相等，但探究二實驗中水流射出速度比較大，射出的水平距離比較大，由此得出結論：槍管與水平方向的夾角相同時，水流射出時的速度越大，水流射出的水平距離越大；
（4）因為流射出的水平距離與水流射出的速度、水流射出時的高度以及水流射出時的角度有關，因此當探究“水流射出的水平距離和水流射出槍口時的高度的關系”時，必須保證水流射出的速度大小不變以及槍管與水平方向的夾角不變，而該實驗沒有控制槍管與水平方向的夾角，因此不能說明水流射出的水平距離和水流射出槍口時的高度的關系．
故答案為：（1）水流射出槍口時的高度和速度大小；
（2）40°；
（3）水流射出時的速度越大，水流射出的水平距離越大；
（4）不能；因為沒有控制槍管與水平方向的夾角這個相關因素．
分析：（1）當影響因素是兩個或兩個以上時，在探究與其中一個因素的關系時，就要采用控制變量法控制另一個因素不變；由此得出結論；
（2）分析探究一實驗數據，看在槍管與水平方向的夾角為多少度時，水流射出的水平距離最大；
（3）通過分析，兩次實驗數據中什么因素相同，什么因素不同，探究的是水流射出的水平距離和不同的這個因素的關系，通過對數據的分析，得出結論；
（4）根據控制變量法進行分析，探究時，探究的物理量要發生改變，沒有探究的物理量必須保持不變．
點評：此題考查的是我們對于物理實驗探究方法的掌握，我們學習物理，不僅僅時學習知識，更重要的是學習探究方法，這也是現在中考考查的一個側重點，需要掌握．