Question

3．小明的爸爸准备购买一辆SUV型（运动型多用途）轿车，可是上网搜索后有人说这种车重心较高，汽车容易翻倒．小明有些怀疑，通过观察家里台灯、照相机三脚架的稳度（即稳定性）后，设计并进行了如下实验：如图1所示，他首先制作了如图2的甲、乙、丙、丁四块重相同、除甲底面积较大外其他外形完全相同、重心高低不同的圆柱体，然后将它们依次放在木板上（物体不滑动），慢慢转动木板，直至圆柱体翻到，记录此时木板转过的角度θ，记录结果如下表：

试验次数	1	2	3	4
重心离支持面高度	低	低	中	高
物体刚好翻到时转过的角度θ	最大	大	较大	小
稳度	最大	大	较大	小

（1）小明是通过物体刚好翻倒时木板转过的角度θ来判断物体的稳度．
（2）分析数据2、3、4（填实验次数的序号）可以得到稳度与重心高低之间的关系．
（3）分析小明的实验数据，发现物体的稳度还与物体的底面积大小有关．
（4）设汽车车轮和地面的四个接触点围成的四边形的面积为S，汽车的重心离地面高度为h，现有汽车甲和乙，它们的重G相同，结合小明的探究结果，你认为可以通过简单比较$\frac{s}{h}$或$\frac{h}{S}$（写出表达式）就可以初步比较甲、乙两辆汽车的稳度．
（5）依据以上结论：卡车装货时，应把重的货物装在下层（选填“上”或“下”），可使货物不易翻倒．
（6）小明完成上述探究后，又提出了下列几个问题，对SUV型汽车生产厂家来说，最有研究价值的问题是A．
A．是否可以通过加大车轮间距离提高稳度 　　　B．如何降低用户的成本
C．稳度是否与汽车车重有关 　　　　　　　　　D．如何提高大家的科学素养．

Answer 1

分析 稳度是指物体处于平衡状态的稳定程度，稳度的大小由物体重心的高度和支撑面的大小决定．重心低，支撑面大的物体稳度大，反之则稳度小．所谓支撑面大小是指物体各接触部分所围成的面积．本题通过实验探究和生活事实验证了影响稳度的这两个因素．

解答 解：
（1）根据实验现象或数据表可以知道，圆柱体刚好翻倒时转过的角度越小，说明越容易翻倒，即稳定程度小；
（2）探究稳度大小与重心高低关系的实验中，应控制物体所受的重力大小和支持面的大小不变，改变重心高度，所以要分析2，3，4次的实验数据；
（3）分析1，2两次实验可知，甲乙圆柱体重力相同、中心高度相同，但甲圆柱体底面积大，稳度高，所以物体的稳度还与物体的底面积的大小有关；
（4）通过4次实验我们发现，物体的稳度与物体的底面积S和重心的高度h有关，物体的底面积越大、重心的高度越小，稳度越大．即S和h的大小对稳度的影响是相反的．所以我们可以通过简单比较$\frac{s}{h}$或$\frac{h}{S}$，就可以初步比较甲、乙两辆汽车的稳度；
（5）依据以上结论，卡车装货时，应把重的货物装在下层，这样可以降低重心，提高稳度；
（6）因为小明的探究是关于稳度的探究，所以通过上述对稳度的探究后，对SUV型汽车生产厂家来说，最有研究价值的问题应该是否可以通过加大车轮间距离提高稳度．
故答案为：（1）物体刚好翻倒时木板转过的角度θ；（2）2、3、4；（3）物体的底面积大小；（4）$\frac{s}{h}$或$\frac{h}{S}$；（5）下；（6）A．

点评 本题考查了稳度和提高稳度的方法以及控制变量法的应用，并能联系中生活实际解决有关问题．