题目内容
【题目】在学习《速度》一节内容后,同学们想探究纸锥下落快慢与锥角以及扇形半径的关系。他们用普通复印纸裁出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,纸锥每次从相同高度由静止释放,用秒表多次测量每个纸锥下落的时间,取平均值后记录在表格中
纸锥编号 | 下落高度h/m | 扇形纸片半径r/cm | 剪掉的扇形圆心角θ/° | 纸锥锥角α/° | 下落时间t/s |
1 | 1.9 | 10 | 90 | 81.9 | 2.20 |
2 | 1.9 | 10 | 135 | 71.1 | 1.84 |
3 | 1.9 | 5 | 90 | 81.9 | 2.20 |
(1)完成此实验主要的测量器材是:刻度尺和_____。
(2)对于纸锥下落前的初始位置,有乙图所示的两种摆放方式,你认为正确的是_____(选填“A”或“B”)。
(3)分析表中数据,根据实验探究目的,你得出的结论是_____。
(4)小明随后用同种纸张制成了质量相等的两个纸锥如图丙,其中4号纸锥的锥角比5号纸锥的锥角大,如果从相同的高度同时由静止释放两个纸锥,以下选项正确的是_____。
A.4号纸锥先到地面 B.5号纸锥先到地 C.两个纸锥同时到达地面
(5)同学们在实验中,用闪光照相机探究了4号纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2s曝光一次(即每隔0.2s就成一次像),得到的照片如图所示:
①下图中四个速度随时间的关系图像,能反映出该纸锥下落运动的是_____。(选填图中的选项字母)
②若纸锥之间实际距离是照片上距离的10倍,则纸锥在下落过程中A、B阶段的速度为_____m/s。
【答案】秒表 A 纸锥下落快慢与扇形纸片半径无关,与纸锥锥角有关,锥角越大,下落速度越慢 B C 0.5
【解析】
(1)要测量速度,需测量路程和时间,然后选择测量路程和时间的测量工具即可;
(2)为了比较纸锥下落的快慢,需使纸锥从同一高度落下,据此分析;
(3)根据控制变量法分析纸锥下落快慢与锥角以及扇形半径的关系,得出结论;
(4)根据纸锥下落快慢与锥角选出正确的选项;
(5)判断纸锥下落过程中通过的路程进行分析;根据速度公式求速度。
(1)测量平均速度,需要测量路程和时间,测量路程的工具是刻度尺,测量时间的工具是秒表;
(2)为了比较纸锥下落的快慢,把两个纸锥拿到同一高度同时释放,纸锥的下端先着地。图乙A中两纸锥的下端高度相同,故应选图乙A的位置释放;
(3)根据1、2的数据知:下落高度、扇形纸片半径相同,纸锥锥角不同,纸锥锥角越大,下落时间越长,下落速度越慢;
比较1、3的数据知:下落高度、纸锥锥角相同,扇形纸片半径不同,下落时间相同,下落速度相同,即纸锥下落速度与扇形纸片半径无关;可得出的结论:纸锥下落速度与扇形纸片半径无关,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;
(4)纸锥锥角越大,下落时间越长,下落速度越慢,由于4号纸锥的锥角比5号纸锥的锥角大,所以4号纸锥的下落时间长,则5号纸锥先到地,故B正确;
(5)①纸锥在相同的时间内通过的路程先变大后不变,则纸锥的运动速度先变大后不变,故选C;
②由图知,AB段为匀速直线运动,相邻的距离约为1cm,10倍为10cm;
速度约为:。