Question

20．小明看到医生在给病人输液时，手指轻弹输液管，有气泡向上运动，但他发现气泡在不同位置上升的快慢是不同的，气泡上升速度与哪些因素有关呢？小明认为可能跟输液管的倾斜角度、气泡大小、液体种类有关，为了探究气泡运动速度与倾斜角有关系，小明使用如图长度为30cm的玻璃管进行实验，测出玻璃管在不同倾斜角下气泡运动的速度，情况如下表：

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	12.4	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：
（1）当θ角为0度时，气泡运动的平均速度是1.2cm/s．
（2）随θ角的减小气泡运动速度是先变大后变小（选填“大”或“小”）；在θ角为45度时，气泡运动的平均速度最大．
（3）小明在做上述探究时应控制液体种类和气泡大小不变，如果他探究时改变气泡大小并保持输液管倾斜角度和液体种类相同，那么他探究的问题是气泡上升快慢与气泡大小之间的关系．

Answer 1

分析 （1）已知气泡通过的路程和所用的时间，根据速度的计算公式v=$\frac{s}{t}$即可求出气泡运动的速度；
（2）从表格中数据进行分析，找出速度随角度变化的规律；
从表格中找出速度最大时，对应的角度；
（3）根据猜想，要探究气泡上升速度与竖直方向的夹角θ的关系，应使气泡大小和液体种类相同，输液管的倾斜角度不同；
若探究与气泡大小的关系，则需使倾斜角度和液体种类相同，气泡大小不同．

解答 解：（1）v=$\frac{s}{t}$=1.2cm/s；
（2）根据表格中数据可以看出，当夹角为45度时，气泡运动的速度最大，因此随θ角的减小气泡运动速度先减小后增大；
（3）小明探究的是气泡上升速度与竖直方向的夹角θ的关系，所以应使气泡大小和液体种类相同，输液管的倾斜角度不同；
如果探究时改变气泡大小，保持输液管倾斜角度和液体种类相同，则是探究气泡上升速度与气泡大小的关系．
故答案为：（1）1.2；（3）大；小；45；（3）气泡大小；气泡上升快慢与气泡大小之间的关系．

点评 本题考查探究物体的运动速度与倾角的关系，会根据速度公式计算速度的大小，同时会根据题中所给信息分析问题解决问题．