题目内容

15．伽利略在《两种新科学的对话》一书中，提出猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还实验验证了该猜想．某小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图（a）所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动．实验操作步骤如下：
①让滑块从离挡板某一距离s处由静止沿某一倾角θ的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；
②当滑块碰到挡板的同时关闭阀门（假设水流处均匀稳定）；
③记录下量筒收集的水量V；
④改变滑块起始位置离挡板的距离，重复以上操作；
⑤测得的数据见表格．
次数123456
S（m）4.53.93.02.11.50.9
V（ml）9084625240
（1）（单选题）该实验利用量筒中收集的水量来表示C
A．水箱中水的体积      B．水从水箱中流出的速度
C．滑块下滑的时间      D．滑块下滑的位移
（2）小组同学漏填了第3组数据，实验正常，你估计这组数量V=75mL；若保持倾角θ不变，增大滑块质量，则相同的s，水量V将不变（填“增大”、“不变”或“减小”）；若保持滑块质量不变，增大倾角θ，则相同的s，水量V将减小（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（3）（单选题）下面说法中不属于该实验误差来源的是C
A．水从水箱中流出不够稳定            B．滑块开始下滑和开始流水不同步
C．选用的斜面不够光滑                   D．选用了内径较大的量筒．

分析 关于初速度为零的匀变速运动，位移与时间的二次方成正比，由于水是均匀稳定的流出，水的体积和时间成正比，所以该实验只要验证位移与体积的二次方是否成正比，就可验证该运动是否匀变速直线运动．

解答 解：（1）关于初速度为零的匀变速运动，位移与时间的二次方成正比，由于水是均匀稳定的流出，水的体积和时间成正比，所以量筒中收集的水量可以间接的测量时间．
故选C．
（2）该运动是匀变速直线运动，位移与时间的二次方是成正比，即看移与体积的二次方是成正比．
小组同学漏填了第3组数据，实验正常，这组水量V=75mL；
若保持倾角θ不变，增大滑块质量，物体的加速度不变，则相同的s，水量V将不变，若保持滑块质量不变，增大倾角θ，加速度将增大，则相同的s，时间减小，水量V将减少．
（3）本实验误差的主要来源有：水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于距离测量的不准确，滑块开始下滑和开始流水不同步．选用了内径较大的量筒．
故选C．
故答案为：（1）C；
（2）75，不变，减少；
（3）C．

点评 解决该问题的关键是明确实验原理，根据流入量筒水的量与时间成正比，将时间问题转化为为水量问题，本题是考查学生创新能力的好题．

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