Question

13．物理创新社团的同学们自制了如图所示的“纸风车”，他们一起研究纸风车下落过程中的运动情况．
（1）根据实验原理v=$\frac{s}{t}$，需要测量纸风车下落的路程和所用的时间就可以计算出它下落的速度．
（2）他们先用卷尺在墙上测出长度并做了标记，然后让纸风车从O点自由下落并开始记时，用秒表分别测量纸风车经过A、B、C、D各点的时间，将实验数据记录在下表中．实验时，在距离跟运动时间测量中，时间更难准确测量．

路段	距离s/cm	运动时间t/s
OA	50.00	0.50
OB	100.00	0.66
OC	150.00	0.78
OD	200.00	0.90

（3）小明将上表进行了整理，数据如下．他没有计算速度就判断出了AB段比OA段的速度快，他是根据相同路程内比较时间判断的．

路段	距离s/cm	运动时间t/s	平均速度v/（m•s-1）
OA	50.00	0.50
AB	50.00	0.16
BC	50.00
CD	50.00	0.12	4.17

（4）上表中BC段的运动时间应该为0.12s．且可以计算出BD段的平均速度为4.17 m/s．
（5）在实验中，为了让纸风车竖直下落，应在无风的环境下进行实验．
（6）同学们想进一步探究纸风车下落快慢与其迎风面积大小是否有关，设计了以下三种方案，其中最合理的是C．（选填字母序号）
A．将纸风车三个纸翼各剪掉相同大小，测量其下落速度进行比较；
B．将纸风车三个纸翼各向上折相同大小，测量其下落速度进行比较；
C．重新找一张纸，做一个小一点的纸风车，测量其下落速度进行比较．

Answer 1

分析 （1）速度的计算公式为：v=$\frac{s}{t}$；
（2）测量时间时会存在较大误差；
（3）根据表格中的路程与时间的关系分析；
（4）根据表格中的时间和路程及速度的计算公式v=$\frac{s}{t}$解答；
（5）本实验中应排除风的影响；
（6）根据控制变量法分析．

解答 解：（1）要测量“纸风车”下落的速度，需要测量出路程和时间，根据公式v=$\frac{s}{t}$求出速度的大小，故实验原理是v=$\frac{s}{t}$；
（2）因为记录不同路段所用的时间时存在较大误差，因此需要多次测量；
（3）由表格中的数据可知：AB段运动的距离与OA的距离相等的，则AB段的运动时间为：0.66s-0.50s=0.16s，OA段的运动时间为0.5s；所以AB段比OA段的速度快；
（4）BC段的运动时间为0.78s-0.66s=0.12s；BD段路程为100cm=1m，BD段的时间为0.90s-0.66s=0.24s；BD段的速度为：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{1m}{0.24s}$=4.17m/s；
（5）在实验中，应在无风的环境下进行实验，这样能让纸风车竖直下落；
（6）同学们想进一步探究纸风车下落快慢与其迎风面积大小是否有关，应控制其他量不变，只改变迎风面积的大小：AB都没有改变大风车的迎风面积，故AB错误；
重新找一张纸，做一个小一点的纸风车，这样就改变了迎风面积的大小，故C正确．
故答案为：（1）v=$\frac{s}{t}$；（2）时间；（3）相同路程内比较时间；（4）0.12；4.17；（5）无风；（6）C．

点评 本题考查了测量平均速度的原理、实验注意事项、及数据分析等知识点，涉及到了控制变量法，认真审题便可正确解答．