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1. 课外实践活动中,小明想探究纸锥下落快慢与锥角、扇形半径的关系.他用复印纸裁出3个不同规格的扇形纸片,制成了如图甲所示的3个纸锥.实验中,纸锥依次从相同高度由静止释放,并测出下落时间.
(1)实验中,通过______(填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”)的方法比较纸锥下落快慢,除了刻度尺外,该实验还需要的测量器材是______.
(2)小明进行多次实验,并将数据记录在下表中:
分析表中数据,得出的结论是纸锥下落的快慢与扇形半径r______,与锥角α______.(均填“有关”或“无关”)
(3)在做上述实验时,小明利用频闪相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2s拍照一次.如图乙所示,用刻度尺对拍摄的照片进行测量,由图乙可以判断纸锥下落过程中速度的变化情况是______.照片中的距离与纸锥实际下落的距离之比为1:3,则纸锥在A、B间的平均速度为______m/s.
(1)实验中,通过______(填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”)的方法比较纸锥下落快慢,除了刻度尺外,该实验还需要的测量器材是______.
(2)小明进行多次实验,并将数据记录在下表中:
分析表中数据,得出的结论是纸锥下落的快慢与扇形半径r______,与锥角α______.(均填“有关”或“无关”)
(3)在做上述实验时,小明利用频闪相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2s拍照一次.如图乙所示,用刻度尺对拍摄的照片进行测量,由图乙可以判断纸锥下落过程中速度的变化情况是______.照片中的距离与纸锥实际下落的距离之比为1:3,则纸锥在A、B间的平均速度为______m/s.
答案
(1)相同路程比时间 秒表 (2)无关 有关 (3)先变大后不变 0.15
解析:(1)实验中,纸锥依次从相同高度由静止释放,并测出下落时间,采用的是相同路程比较时间的方式比较纸锥下落快慢,因此需要测量时间,用的测量工具是秒表.
(2)根据表格中编号为1、2的数据知:下落高度、纸锥扇形半径相同,纸锥锥角不同,纸锥锥角越大,下落时间越长,下落速度越慢;根据表格中编号为1、3的数据知:下落高度、纸锥锥角相同,纸锥扇形半径不同,下落时间相同,下落速度相同,综合分析可得出的结论:纸锥下落速度与纸锥扇形半径无关,与纸锥锥角有关,纸锥锥角越大,下落时间越长,下落速度越慢.
(3)频闪相机每隔0.2s拍照一次,即图片中每个物体间的时间都为0.2s,从图像可以看出,A以上越往下面,相同时间纸锥下落的路程越大,由此可以判断,A以上纸锥下落过程中,速度逐渐变大;A到B过程中相同时间纸锥下落的路程相同,由此可知A、B间速度不变;综合可知,纸锥下落过程中速度的变化情况是先变大后不变.图乙刻度尺的分度值为0.1cm,A、B间的长度为2.00cm,照片中的距离与纸锥实际下落的距离之比为1:3,故实际中物体下落的距离为s=3×2.00cm=6cm=0.06m,频闪相机每隔0.2s拍照一次,A、B间有两个时间间隔,从A到B所用时间为t=2×0.2s=0.4s,纸锥在A、B间的平均速度为v=$\frac{s}{t}=\frac{0.06m}{0.4s}$=0.15m/s.
解析:(1)实验中,纸锥依次从相同高度由静止释放,并测出下落时间,采用的是相同路程比较时间的方式比较纸锥下落快慢,因此需要测量时间,用的测量工具是秒表.
(2)根据表格中编号为1、2的数据知:下落高度、纸锥扇形半径相同,纸锥锥角不同,纸锥锥角越大,下落时间越长,下落速度越慢;根据表格中编号为1、3的数据知:下落高度、纸锥锥角相同,纸锥扇形半径不同,下落时间相同,下落速度相同,综合分析可得出的结论:纸锥下落速度与纸锥扇形半径无关,与纸锥锥角有关,纸锥锥角越大,下落时间越长,下落速度越慢.
(3)频闪相机每隔0.2s拍照一次,即图片中每个物体间的时间都为0.2s,从图像可以看出,A以上越往下面,相同时间纸锥下落的路程越大,由此可以判断,A以上纸锥下落过程中,速度逐渐变大;A到B过程中相同时间纸锥下落的路程相同,由此可知A、B间速度不变;综合可知,纸锥下落过程中速度的变化情况是先变大后不变.图乙刻度尺的分度值为0.1cm,A、B间的长度为2.00cm,照片中的距离与纸锥实际下落的距离之比为1:3,故实际中物体下落的距离为s=3×2.00cm=6cm=0.06m,频闪相机每隔0.2s拍照一次,A、B间有两个时间间隔,从A到B所用时间为t=2×0.2s=0.4s,纸锥在A、B间的平均速度为v=$\frac{s}{t}=\frac{0.06m}{0.4s}$=0.15m/s.
2. 新趋势 新情境实验 (2024·无锡江南学校期末)在“研究气泡的运动规律”的演示实验中,王老师为了方便所有学生观察现象并进行计时,对实验进行了改进,如图甲所示,在玻璃管右侧每隔10cm间距放置一支激光笔,当气泡运动到激光笔光线照射的位置时,按下秒表计时,同时观察到玻璃管左侧的光线发生抖动.
(1)气泡上升时相对于玻璃管是______(填“运动”或“静止”)的.
(2)为了便于开始计时,计时起点______(填“能”或“不能”)选择在玻璃管底部.图甲中当气泡穿过某一束激光时,玻璃管左侧光将会因气泡的运动而______(填“向上”“向下”“先向上后向下”或“先向下后向上”)抖动后再恢复水平.
(3)小苏发现气泡运动太快,来不及计时,下列改进措施中最合理的是______.
A. 换更长的玻璃管
B. 换更粗的玻璃管
C. 将原玻璃管倾斜一定的角度
(4)小苏改进实验方案后,在以下表格中记录气泡运动的路程和时间,并根据数据在图乙中画出气泡运动的s-t图像.经判断可知气泡在相等的时间内通过的路程______(填“近似相等”或“不相等”),从而判断气泡在做______运动.
(1)气泡上升时相对于玻璃管是______(填“运动”或“静止”)的.
(2)为了便于开始计时,计时起点______(填“能”或“不能”)选择在玻璃管底部.图甲中当气泡穿过某一束激光时,玻璃管左侧光将会因气泡的运动而______(填“向上”“向下”“先向上后向下”或“先向下后向上”)抖动后再恢复水平.
(3)小苏发现气泡运动太快,来不及计时,下列改进措施中最合理的是______.
A. 换更长的玻璃管
B. 换更粗的玻璃管
C. 将原玻璃管倾斜一定的角度
(4)小苏改进实验方案后,在以下表格中记录气泡运动的路程和时间,并根据数据在图乙中画出气泡运动的s-t图像.经判断可知气泡在相等的时间内通过的路程______(填“近似相等”或“不相等”),从而判断气泡在做______运动.
答案
(1)运动 (2)不能 先向上后向下 (3)C (4)近似相等 匀速直线
