Question

5．如图甲，睿智同学发现小水塘平静的水面上漂浮着一只乒乓球，他试图用扔石子激起水波的方法将乒乓球推向水塘边．他将小石子扔进水中，激起了一圈圈水波向外扩展，而球只在原处“蹦蹦跳跳”，并未随水波向外水平移动．

睿智作出三种猜想：
A．小石子使水产生的振动不够强，水波太小，水对乒乓球的水平推力太小；
B．乒乓球浸入水中深度过浅，水对它的水平推力太小；
C．向外逐渐扩展的水波，是被石子击中的那部分水，将竖直方向的振动向外依次传播而形成，而水并未水平移动，故对乒乓球没有产生水平推力．
为了验证猜想，他设计了如下的实验方案：
①选择一个水深较浅（膝盖以下）的水池．如图乙，将质量不同的小木块、小纸船、乒乓球置于平静水面以O为圆心的同一圆上（它们浸入水的深度不同）；
②用手替代石子，以一定频率沿竖直方向拍打水面O处；
③拿走纸船和木块，改变拍打水面的方向，观察乒乓球的运动情况．
进行实验收集证据：
（1）他用不同的力度沿竖直方向拍打水面，发现乒乓球没有水平移动，说明猜想A是错误（选填“正确”或“错误”）的．
（2）为了验证猜想B，应选择实验方案①②（填序号）．实验时，观察到三个物体都只是在原位置上下振动，由此睿智得出结论：乒乓球是否水平移动与浸入深度无关．你认为这一结论是否可靠？不可靠，理由是：没有控制质量不变．
（3）实施方案③时，发现除了竖直拍打外，其它拍打方向均能使乒乓球在水平方向上移动，说明当时睿智所扔的石子几乎是以竖直方向入水的．
（4）为了验证猜想C，再提供几个相同的乒乓球，请你设计一个实验方案：将几个乒乓球分别放在以O点为圆心的不同同心圆上，用手以一定频率沿竖直方向拍打水面O点处，观察乒乓球的运动情况．

Answer 1

分析 （1）用不同的力拍打水面，振动强度不同，球不移动，说明球能否移动与振动强度无关；
（2）分析①②改变的是猜想中的哪个量，从而得出结论；
（3）根据实验现象确定乒乓球能够水平移动的影响因素，然后推测乒乓球不移动的原因；
根据猜想C的内容，要验证该猜想，应将乒乓球置于与圆心不同距离的位置，使圆心处水振动，

解答 解：（1）小帆用不同的力度沿竖直方向拍打水面，水振动强度不同，若发现乒乓球没有水平移动，则说明：球是否能水平移动与水波大小无关，说明猜想A是错误；
（2）将质量不同的小木块、小纸船、乒乓球置于平静水面以O为圆心的同一圆上，改变了物体浸入水的深度，然后用手拍打，观察现象，可验证猜想B；
（3）根据题意，竖直方向拍打水，乒乓球不移动，其它方向拍打水，乒乓球都移动，当时小帆扔石子后，乒乓球没有移动，说明石子几乎是以竖直方向入水的；
猜想C被石子击中的那部分水，将竖直方向的振动向外依次传播而形成，而水并未水平移动，所以要验证该猜想，应将几个乒乓球分别放在以O点为圆心的不同同心圆上，用手以一定频率沿竖直方向拍打水面O点处，观察乒乓球的运动情况．
故答案为：（1）错误    （2）①②；不可靠；   没有控制质量不变；   （3）竖直；
（4）将几个乒乓球分别放在以O点为圆心的不同同心圆上，用手以一定频率沿竖直方向拍打水面O点处，观察乒乓球的运动情况．

点评 本题是探究性实验，根据题目给出的几个猜想，实验中应采用控制变量法．要学会根据猜想方案来设计实验，并学会根据实验现象来总结结论．这些都是解决实验题目应该具备的能力．