Question

小明和小亮在学校的乒乓球台上玩弹玻璃球的游戏，一不小心玻璃球就会滚到台下，他们注意到，球的落地点时远时近．那么，玻璃球的落地点到球台的水平距离会和哪些因素有关呢？小明作出下列猜想：
猜想1：小球的落地点到球台的水平距离可能与小球的质量有关
猜想2：小球的落地点到球台的水平距离可能与球台的高度有关；
猜想3：小球的落地点到球台的水平距离可能与小球的速度有关．
（1）小明想按图所示，用玻璃球、高度可调的桌子和斜面等完成实验，实验还需要的器材是    ．
（2）在实验中，需要测量落地点O到球台的水平距离，请你运用学过的物理知识帮助他们确定这一距离的起点O的位置（写出具体的方法和原理）．
方法：    ，原理：    ．
（3）小明让不同质量的小球从斜面的同一高度滚下，测得小球的落地点到球台的水平距离均相同．这说明猜想1是    （选填“正确”或“错误”）的．
（4）小明让同一玻璃球，从斜面的同一高度滚下，实验完成后得到下列数据：则可验证猜想    ，可得到的结论是：    ．

同一玻璃球，h=0.2m
次数	球台高度	小球的落地点到球台的水平距离
1	0.5	0.63
2	1.0	0.89
3	1.5	1.09

（5）请设计一个简单实验，验证猜想3是否正确，简述你的实验方案．简要做法：    ； 如何判断：    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）在实验中要测量球台的高度及小球射出的水平距离，所以需用到刻度尺进行测量；
（2）可根据重力方向总是向下的原理进行分析；
（3）根据实验现象判断出抛出距离与小球的质量是否有关，得出结论；
（4）让同一玻璃球，从斜面的同一高度滚下，可以控制小球的质量及抛出时的速度相同，根据表格中水平抛出的距离与球台的高度关系进行分析得出结论；
（5）要探究小球的落地点到球台的水平距离是否与小球的速度有关，应保持球台的高度及小球的质量不变，改变小球抛出时的速度；
解答：解：在实验中应该测出球台的高度及小球的落地点到球台的水平距离，所以应用到刻度尺；
（2）可以根据重力方向总是竖直向下的原理，将一重锤拴在球台的边缘，确定起始点，或让水滴或小球从球台边缘自由下落，落地点即为起始点；
（3）小明让不同质量的小球从斜面的同一高度滚下，测得小球的落地点到球台的水平距离均相同，这说明小球的落地点到球台的水平距离与小球的质量无关，猜想1错误；
（4）小明让同一玻璃球，从斜面的同一高度滚下，这样小球的质量和抛出时的速度相同，球台越高，小球的落地点到球台的水平距离越大，说明小球的落地点到球台的水平距离与球台的高度有关，并且球台的高度越高，小球的落地点到球台的水平距离越大；
（5）探究小球的落地点到球台的水平距离与小球的速度之间的关系，则需使其它条件相同，改变速度，则应保持球台的高度不变，让同一小球从不同高度滚下，测量出小球的落地点到球台的水平距离，若水平距离不相等，则说明与小球速度有关，若相等，则说明与小球的速度无关．
故答案为：（1）刻度尺；（2）方法：在桌子的边缘上让小球自由下落；原理：重力的方向总是竖直向下；（3）错误；
（4）2；小球的初速度一定时，球台的高度越高，小球的落地点到球台的水平距离越大；
（5）简要做法：保持球台的高度不变，使同一小球从斜面的不同高度滚下，测量出小球的落地点到球台的水平距离．
如何判断：若小球的落地点到球台的水平距离不相等，则说明球的落地点到球台的水平距离与小球的速度有关；（若小球的落地点到球台的水平距离相等，则说明球的落地点到球台的水平距离与小球的速度无关）．
点评：此题是通过实验探究影响平抛运动中水平抛出距离的影响因素，考查了控制变量法的应用及根据实验现象得出结论的能力，在实验中注意控制平抛时速度的方法．