Question

用繩子拉著一個小球在光滑的水平桌面做圓周運動，繩子拉力大小與什么因素有關？小明認為與小球的運動速度有關．于是他用一根橡皮筋連接一個小球，讓小球在光滑的水平桌面上以一定速度作圓周運動（如圖所示）．改變小球的運動速度，做幾次實驗，記錄現(xiàn)象如下表．

小球質量/g	小球速度	橡皮筋長度/cm
15	慢	10
15	較快	15
15	很快	18

（1）小球在桌面作圓周運動時，受到

3

（選填“2”、“3”） 個力作用，其運動狀態(tài)

改變

（選填“改變”、“不改變”）（不計空氣阻力）．
（2）從表格的數(shù)據(jù)可以看出：小球的運動速度越大，那么橡皮筋的伸長就越

長

．
（3）小明用橡皮筋替代繩子進行實驗的目的是

便于顯示拉力大小

．
（4）小明查閱資料后知道作圓周運動的小球受到的拉力與小球的運動速度、小球的質量以及圓周的半徑有關．據(jù)此，小明認為用橡皮筋代替繩子存在著明顯的缺陷，請你說出他的判斷依據(jù)是

沒有控制圓的半徑不變

．

Answer 1

分析：（1）對小球進行受力分析，確定小球受力的個數(shù)；當速度大小和方向都不變時，物體運動狀態(tài)不變，否則物體運動狀態(tài)發(fā)生改變．
（2）分析表中實驗數(shù)據(jù)，然后答題．
（3）橡皮筋具有彈性，受力是形狀改變明顯，并且能從形變的大小上判斷出拉力的大小．
（3）采用控制變量法研究實驗時，一定要控制其余因素，只改變需要研究的因素．

解答：解：（1）小球在桌面做圓周運動時，受到豎直向下的重力、豎直向上桌子的支持力、橡皮筋的拉力，共3個力的作用；在運動過程中小球的速度方向時刻改變，小球的速度不斷改變，小球的運動狀態(tài)改變．
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，小球的運動速度越大，橡皮筋的長度越長，橡皮筋的伸長越長．
（3）橡皮筋伸長量越大，橡皮筋的拉力越大，用橡皮筋替代繩子進行實驗，可以通過橡皮筋的伸長來比較拉力的大�。�
（4）做勻速圓周運動的小球受到的拉力除與小球的運動速度有關外，還與小球的質量以及圓周的半徑有關，當研究與速度的關系時，應當控制小球的質量和圓周半徑不變，但實驗中橡皮筋的長度改變，圓周半徑在發(fā)生改變，實驗時沒有控制半徑不變．
故答案為：（1）3；改變；（2）長；（3）便于顯示拉力大�。�4）沒有控制圓的半徑不變．

點評：本實驗應用了控制變量法，正確應用控制變量法、分析表中實驗數(shù)據(jù)即可正確解題；要掌握控制變量法的應用．