Question

18．在做“研究气泡的运动规律”实验时，小明取长50cm的细玻璃管注满水，管中留5mm高的小气泡，将玻璃管反转后，观察气泡的运动情况，如图1所示．

（1）小明小组将实验所测得的数据记录在表一中，请你从实验数据中选择合适的方法对数据进行分析处理，在备用区留下数据处理的方法．通过分析你认为气泡近似做匀速直线运动，你判断的依据是气泡通过的路程与时间成正比．
表一

从0点开始的距离s/cm	0	10	20	30	40
5mm高的气泡从0点开始的时间t/s	0	4.9	9.8	14.8	19.6

数据分析处理备用区（表格或坐标纸（如图2）可以自由选择使用或不用，但要在空白处留下分析过程）
（2）根据实验过程和数据分析，下列说法中正确的是D．
A．为减小测量误差，实验中尽量选用较长的玻璃管，均分的距离稍大一些
B．实验中小气泡从0点开始运动到40标记处的平均速度为2m/s
C．为了更准确的了解气泡运动的情况，在处理数据中间隔区间应选择更大一些
D．为了充分利用玻璃管，实验中气泡应该从底端开始运动时计时
（3）小明小组换用粗玻璃管又做了2组实验，数据记录如表二所示．观察数据可知：长（选填“长”或“短”）气泡运动的较快．
表二：

从0点开始的距离S/cm	0	20	40	60	80
1cm高的气泡从0点开始的时间t/s	0	3.6	7.1	10.8	14.4
2cm高的气泡从0点开始的时间t/s	0	3.4	6.8	10.2	13.6

（4）小明还改变玻璃管与竖直方向的夹角θ进行实验，测量并计算出玻璃管在不同倾斜角下气泡运动的平均速度，数据记录如表三所示．观察数据可知：随θ角的减小气泡运动速度是先变快后变慢．
表三：

与竖直方向的夹角θ/度	85	75	65	55	45	35	25	15	5	0
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	1.20

（5）由于气泡上升较快，会造成时间测量难度较大，为了解决这一困难，根据小明的实验数据，请你提出一点建议：减小气泡长度．

Answer 1

分析 （1）要判断气泡做什么运动，关键是看它通过相等的路程时间如何变化；
（2）根据实验要求判断出各选项；
（3）从表二中分析长、短气泡运动相同的路程比较所用的时间，找到长气泡和短气泡谁运动得快；
（4）从左到右，玻璃管与竖直方向的夹角是逐渐减小的，比较速度的变化特点就能得到气泡运动的特点；
（5）根据已知条件，运动慢的误差较小，从而也找到减小误差的方法．

解答 解：
（1）分析表一数据可知，气泡每通过的10cm路程时间基本上都是4.9s，即通过相等的路程所用时间相等，所以气泡做的是匀速直线运动；
（2）A、为减小测量误差，实验中尽量选用较长的玻璃管，均分的距离稍小一些，故A错误；
B．根据v=$\frac{s}{t}$=$\frac{40cm}{19.6s}$=2．cm/s，故B错误；
C．为了更准确的了解气泡运动的情况，在处理数据中间隔区间应选择更小一些，故C错误；
D．为了充分利用玻璃管，实验中气泡应该从底端开始运动时计时，故D正确．
故选D．
（3）从表格中数据可以看出，在运动路程20cm、40cm、60cm、80cm时，长气泡用的时间较短，所以长气泡运动的较快；
（4）由实验数据知：在夹角从85°减小到45°的过程中，气泡上升的速度是逐渐增大的；在夹角从45°减小到0°的过程中，气泡上升速度是减小的，所以实验结论
为：随θ角的减小气泡运动速度是先变快后变慢；
（5）由于气泡上升较快，会造成时间的测量误差较大，所以应尽量的选较短的气泡进行实验，以减小时间测量上的误差．
故答案为：
（1）匀速直线；气泡通过的路程与时间成正比；（2）D；（3）长；（4）先变快后变慢；（5）减小气泡长度．

点评 此题为变速运动与平均速度探究实验，重点考查学生的实验分析能力，在物理实验中，误差是在所难免的，为减小误差尽量选用较精密的仪器或或改进测量方法或多测几次取平均值．