题目内容

为了探究运动小球从相同高度水平抛出后抛出点和落地点之间的水平距离与哪些因素有关,某小组同学利用材料相同、质量不同的小球A、B(mB>mA)从同一斜面上由静止开始释放,小球运动到斜面底端(桌面)后水平抛出,落到地面,测出抛出点和落地点之间的水平距离S1,S2,S3(S2=S3>S1),如图所示,已知小球开始释放时距离桌面的高度分别为h1,h2,h3(h2=h3>h1).请根据实验现象分析得出初步结论:

(1)分析比较图(a)和(b)中的抛出点与落地点之间的水平距离及相关条件可知:   
(2)分析比较图(b)和(c)中抛出点与落地点之间的水平距离及相关条件可知:   
【答案】分析:a、小球下落的高度h决定了小球抛出时的速度大小;
b、在根据现象进行分析时,注意分析两幅图中相同的量及改变的量,物理量的变化是否会引起水平距离的改变,从而得出结论;
c、掌握控制变量法的应用.
解答:解:(1)比较图(a)和(b),小球质量相同,h2>h1,则(2)中小球抛出的速度大于(1)中小球抛出的速度,而由图知,s2>s1,可见,运动小球从相同高度水平抛出后抛出点和落地点之间的水平距离与水平抛出的速度有关,速度越大,抛出的距离越远;
(2)比较图(b)和(c),h2=h3,所以小球抛出时的速度相同,mB>mA,而s2=s3,可见,运动小球从相同高度水平抛出后抛出点和落地点之间的水平距离与小球的质量无关.
故答案为:(1)运动小球从相同高度水平抛出后抛出点和落地点之间的水平距离与水平抛出的速度有关,速度越大,抛出的距离越远;
(2)运动小球从相同高度水平抛出后抛出点和落地点之间的水平距离与小球的质量无关.
点评:此题是探究运动小球从相同高度水平抛出后抛出点和落地点之间的水平距离与哪些因素有关的实验,要能够正确写出实验结论,首先要搞清实验目的,然后根据条件及现象进行分析,注意控制变量法在实验中的应用.
练习册系列答案
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23、在探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验中,采用了如图a所示的实验装置,将木块放在粗糙的水平面上,让小球在光滑的斜面上由静止开始沿斜面向下运动,到达斜面底端的速度只与起点的高度有关,起点越高,到达底端的速度越大;不同质量的小球分别从光滑的斜面上由同一高度静止下滑,并撞击水平面上的木块,被撞木块运动的距离越长,运动小球所具有的动能越大.现有甲、乙、丙、丁四位同学作出了如下猜想:
甲同学:物体动能的大小可能跟物体的质量有关,质量越大动能越大.
乙同学:物体动能的大小可能跟物体的质量有关,质量越大动能越小大.
丙同学:物体动能的大小可能跟物体的速度有关,速度越大动能越大.
丁同学:物体动能的大小可能跟物体的速度有关,速度越大动能越小.

为了验证以上四种猜想,同学们采用了如图a所示的实验装置来进行实验和收集证据,并设计了如下的实验步骤:
A.如图b所示,让同一钢球分别从不同的高度h1、h2(h1<h2)处滚下.
B.记录木块运动的距离S1=0.52m,S2=0.84m.
C.如图c所示,让质量分别位m1、m2(m1<m2)的木球、钢球从同一高度滚下.
D.记录木块运动的距离S1=0.42m,S2=0.90m.则:
(1)从步骤A、B中可以得出:质量相同时,速度越大的物体具有的动能越

(2)从步骤C、D中可以得出:速度相同时,质量越小的物体具有的动能越
(2013?南通模拟)五一节,小瑞在公园里看到小朋友们荡秋千时不停地往复摆动.他想:秋千小角度往复摆动一次的时间与哪些因素有关呢?他提出了三种猜想:
猜想1:可能与小朋友的质量有关;
猜想2:可能与摆动的幅度有关;
猜想3:可能与绳长有关.
(1)为了验证猜想是否正确,他设计了如图a所示的装置,用系有细线(线长L可调)的小球来模拟秋千的运动进行了如下探究(摆动角度均较小):
θ/度 4 6 8 10
t/秒 2.0 2.0 2.0 2.0
①如图a所示,用细线系住一铁球,保持细线的长度一定,使小球从A点由静止释放,改变OA(O为固定悬点)的连线与竖直方向的夹角θ以改变小球摆动的幅度,测出小球在AB间往复运动一次所用的时间t与θ的关系如上表所示,由此可得出的结论是
秋千小角度往复摆动一次的时间与摆动的幅度无关
秋千小角度往复摆动一次的时间与摆动的幅度无关

②用细线系住一铁球,改变细线的长度,使小球以较小的幅度在竖直面内CD之间摆动,用频闪相机(保持曝光时间间隔相等)拍摄小球由C运动至D的过程中的位置如图b、c所示(除C位置外,其余细线未画出),由此分析可知,上述猜想
3
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是正确的,其具体关系可表述为
在质量与振幅相同时,秋千小角度往复摆动一次的时间随绳长的增大而增大
在质量与振幅相同时,秋千小角度往复摆动一次的时间随绳长的增大而增大

(2)请设计实验来探究秋千往复摆动一次的时间与小朋友的质量之间的关系,简述你的实验方案.
简要做法:
用细线系住一铁球,使小球以较小的幅度在竖直面内摆动,用频闪相机(或计时器)测算出小球往复摆动一次的时间t1;让线摆动的幅度与绳长保持不变,改变小球的质量,再做两次,测出对应时间t2、t3
用细线系住一铁球,使小球以较小的幅度在竖直面内摆动,用频闪相机(或计时器)测算出小球往复摆动一次的时间t1;让线摆动的幅度与绳长保持不变,改变小球的质量,再做两次,测出对应时间t2、t3

判断方法:
若t1、t2、t3相等,则与质量无关;若t1、t2、t3不相等,则与质量有关
若t1、t2、t3相等,则与质量无关;若t1、t2、t3不相等,则与质量有关

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