珍珍观察到电风扇、台灯等有个大而重的底座,可使它们不易翻倒.物体的稳定程度(稳度)与哪些因素有关呢?她猜想:可能与物体所受的重力大小、重心高低及支持面的大小有关.如何比较物体的稳度大小呢?她发现,让不同的物体倾斜相同的角度时,有的物体翻倒,有的物体不翻倒,翻倒的说明其稳度较小.于是,如图13所示,她将物体放在表面粗糙的水平木板上,让木板绕O点转动,通过观察物体刚好翻倒时木板转过的角度θ的大小(物体不滑动),来比较物体稳度的大小.
实验次数 1 2 3
重心离支持面高度
物体刚好翻到时木板转过的角度θ 较大
稳度 较大
在探究物体的稳度大小与物体重心高低的关系时,她制作了三块重相同、外形完全相同、重心高低不同的圆柱体,如图中的甲、乙、丙所示.实验时,将它们依次放在木板上,分别记下让它们刚好翻倒时,木板转过的角度θ的大小.实验记录如下表.
①物体刚好翻倒时木板转过的角度θ越小,就可以间接反映了物体的稳度越______(选填“大”或“小”).
②在以上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______的大小不变.
③实验现象表明,物体的重心越______,其稳度越大.
④依据以上结论,卡车装货时,应把重的货物装在______层(选填“上”或“下”),可使货物不易翻倒.
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稳度
平放的砖和竖放的砖都处于稳定的平衡状态.但是,他们的稳定程度不同.竖放的砖容易翻倒,而平放的砖不易翻倒.显然,平放的砖比竖放的砖更加稳定.我们把物体的稳定程度叫做稳度.
物体的稳度究竟与哪些因素有关呢?小明心中提出了这样的研究课题.
他看到不倒翁的构造、天平等仪器较大的底座等现象,提出了这样的猜想:稳度可能与两个因素有关,一是物体的重心,二是物体的底面积.
于是,他进行了如下的实验:
实验一:他找了一些形状完全相同但重心高度不同的几个物体进行实验,实验结果如下:
重心离地面的高度 10 20 30
稳 度 一般
实验二:他又找了几个完全相同的物体,给他们安装上不同面积的底座进行实验,实验结果如下:
底面的面积cm2 200 400 600
稳 度 一般
通过实验,他验证了自己的猜想并得出了结论.在实验中他发现,所谓底面积,不一定是物体与地面的接触面积,而是物体的“底”在地面中所围成的面积.如,照相机的三角支架与地面所围成的三角形.
根据你的阅读,请回答下列问题:
(1)稳度与什么因素有关?关系是什么?请写出你的结论.
(2)为什么落地式风扇有一个面积较大且很重的底座?请你用刚才探究出的结论解释一下.
(3)这一结论在日常生活中有何应用?请列举1例.
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