Question

【题目】如图甲所示，是科技迷小明制作的“真空炮”模型：在一根两端开口、内壁光滑、水平放置的透明塑料管左端管口处，放置一枚弹丸；管口两端各有一块可自由开合的挡板；靠近管口右端连接一抽气机。抽气一段时间后，迅速将挡板1打开，弹丸便可冲开挡板2从管右端射出。

弹丸从管口射出的出口速度与哪些因素有关呢？小明提出了如下猜想：

A：与弹丸的形状有关 B：与弹丸的直径有关 C：与塑料管的长度有关

小明在塑料管壁两侧安装了多套光电传感计时器，用于测量弹丸在管中不同位置的运动速度。

请完成下列各实验步骤的填空：

（1）抽出挡板1时，弹丸受到的动力来自于其两端气体的_______。

（2）探究猜想A时，控制其他因素相同，分别用球形与弹头形弹丸进行实验，测得弹丸速度大小随运动位置变化关系的图象（如图乙所示），则出口速度较大的是_______弹丸。

（3）探究猜想B时，小明仅换用底面直径不同的两枚弹头形弹丸重复上述实验，发现直径越小的弹丸，出口速度越小。你认为直径小的弹丸出口速度小的原因可能是_______。

Answer 1

【答案】 气压差 弹头形 弹丸与塑料管间缝隙大，气压差减小的快，即弹丸的动力减小快，造成速度小。

【解析】

（1）抽气机将透明塑料管内的气体抽出，管内气体压强减小，外界大气压大于里面的气压，内外的气压差是弹丸的动力来源；

（2）由图乙知，弹头形弹丸的出口速度大；

（3）探究猜想B即探究弹丸从管口射出的出口速度与弹丸直径的关系时，仅换用底面直径不同的两枚弹头形弹丸重复上述实验，是不够合理的，因为直径越小的弹丸，弹丸与塑料管的缝隙越大，当挡板1打开时，空气会迅速从缝隙中到达弹丸右侧，从而造成气压差减小，则弹头的动力减小，速度慢。

所以直径小的弹丸出口速度小的原因可能是：弹丸与塑料管间缝隙大，气压差减小的快，即弹丸的动力减小快，造成速度小。