Question

在“探究充水玻璃管中气泡的运动规律”的活动中，小丽小雨等同学的实验方案如下．
A、在内径为1cm、长约60cm的玻璃管中注满水，管内留一小气泡．
B、水平放置玻璃管，在玻璃管的一端某处用橡皮筋做上标记作为“0”位置，然后从“0”位置向上，每隔10cm用橡皮筋做上一个标记（如图2所示）．
C、迅速翻转玻璃管到竖直位置，使气泡从玻璃管下端向上运动，气泡在“0”位置时，按下秒表，依次读出并记录气泡通过10cm，20cm，…所用的时间（如下表）

距离s/cm	0	10	20	30	40	50
时间t/s	0	2.0	4.0		8.0	10.0

请你思考并回答下列问题：
（1）小丽在记录时漏记了一个数据，请帮她在表格中相应的位置补上．
（2）根据表格中的数据，在图1中画出s-t图象．
（3）分析实验数据或图象可知气泡做的是________运动，速度大小为________．
（4）小雨在玻璃管倾斜的过程中还发现，气泡在玻璃中运动的速度也与倾斜角有关（如图3），于是他又另外找了一根玻璃管做了相关的探究实验，测出了玻璃管在不同倾斜角下气泡运动的速度，情况如下表：
液体：自来水　　　　　液体长度：30cm　　　　　　　气泡长度：4.1cm

与竖直方向的夹角θ/度	85	75	65	55	45	35	25	15	5	0
运动时间t/s	32.3	20.0	15.3	12.5	11.6	11.8	12.5	14.5	19.5	25
平均速度v/（cm/s）	0.93	1.50	1.96	2.40	2.59	2.54	2.40	2.07	1.54

根据上述数据．请回答下列问题：
（a）当θ角为0°时，气泡运动的平均速度是________cm/s．
（b）气泡的运动速度随θ角变化的运动规律是：________．

Answer 1

解：
（1）由实验数据知：时间栏缺少一组数值，分析发现，气泡通过相同距离所用时间相同，间隔时间为2.0s，缺少的是6.0s；
（2）将表中的坐标点（0，0），（10，2.0），（20，4.0），（30，6.0），（40，8.0），（50，10.0）在S-t坐标系中逐一描出，连接各点即为气泡运动的s-t图象，如下图：
（3）通过数据分析和观察图象可知：气泡上升一段路程后，路程随着运动时间的增加而增加，运动的路程和时间之间成正比关系，因此气泡做的是匀速运动．
其速度为：v===5cm/s．
（4）①当θ角为0°时，气泡运动的平均速度为v===1.25cm/s；
②在前5次实验中，气泡运动速度越来越大；从第5次实验往后，速度越来越小，所以变化规律是先增大再减小．
故答案为：
（1）6.0；
（2）

（3）匀速；5cm/s；
（4）（a）1.25；（b）先增大再减小．
分析：（1）实验表格中缺少的是一组时间，具体数值根据左右时间变化规律得出；
（2）将表中的数据在s-t坐标系中描出各点，连接各点即可得到气泡运动的路程-时间图象，据此可判断其运动状态，并可将具体数据代入速度公式，求出其速度的大小；
（3）匀速直线运动过程中，速度一直保持不变，路程随着运动时间的增加而增加，并且路程与时间的比值是不变的；
（4）①已知气泡运动的距离和所用时间，利用公式v=得到平均速度；
②倾斜角度不同，运动速度不同，变化规律根据数据分析得出．
点评：本题考查到了速度公式的简单计算，s-t图象的画图与分析，实验数据的处理，实验中变量的猜想与验证等．综合性较强，而且有一定的难度．