16.小明和小華分別“研究充水玻璃管中氣泡的運動規(guī)律”.小明取了一根長約為70cm、直徑為1cm的玻璃管,先在管內(nèi)注入清水,管兩端用橡皮塞塞好并留一個氣泡,將玻璃管豎直放置,這時氣泡在玻璃管的上端.然后將玻璃管翻轉180°后(如圖1所示),氣泡在玻璃管中上升.

(1)在觀察氣泡上升時,發(fā)現(xiàn)氣泡看得不是很清晰,為此建議小明應該:向管中滴入幾滴紅墨水.
(2)小華建議小明:起點(O點)最好離管底稍遠一些.請你說明這樣做的好處是:氣泡的運動趨于穩(wěn)定,便于計時的方便.(說出一點即可).
(3)小華在探究過程發(fā)現(xiàn)將玻璃管豎直放置時,氣泡上升的速度比較大,不易測出氣泡通過10cm、20cm、30cm、40cm和50cm所用的時間.于是他想:最好讓氣泡上升的慢些,請你為小華想個有效的辦法:用菜籽油代替水.
(4)小華通過觀察氣泡的運動,發(fā)現(xiàn):在初始階段,氣泡上升的速度逐漸加快,隨后以一個穩(wěn)定的速度上升.小明對此用如圖2的圖形描述了這一現(xiàn)象,你認為正確的是B
(5)小明和小華通過計算他們所研究的氣泡,勻速直線運動時的速度之比為4:5,他們通過相同的路程所用時間之比為5:4,在相同時間內(nèi)通過的路程之比為4:5.
(6)小華早晨騎自行車去上學,開始正常勻速行駛,中途因發(fā)現(xiàn)書包沒了.于是停車找,沒找到,便沿原路推車勻速直線邊找邊步行回家,在家中找到后,因怕耽誤上學時間,于是他快速度騎車勻速行駛去學校,小華通過勻速直線運動的學習,畫出他離家距離S與花費時間t的圖象,如下圖所示那么符合這個同學運動情況的圖象大致是C

分析 (1)可以改變水的顏色上想辦法;
(2)從氣泡運動和便于的計時角度分析;
(3)結合日常生活中的常識,分析便于測量氣泡的運動時間和距離;
(4)勻速直線運動過程中,速度一直保持不變,路程隨著運動時間的增加而增加,并且路程與時間的比值是不變的;
(5)由速度公式計算通過相同的路程所用時間之比,在相同時間內(nèi)通過的路程之比;
(6)根據(jù)小華整個過程中速度變化情況結合圖象分析解答.

解答 解:
(1)水是無色透明的,導致氣泡看得不是很清晰,可以向管中滴入幾滴紅墨水;
(2)起點(O點)最好離管底稍遠一些,這樣氣泡運動一段路程后才開始計時,氣泡的運動趨于穩(wěn)定,便于計時的方便;
(3)用菜籽油代替水,除了菜籽油有顏色便于看清外,并且菜籽油的黏性比水大,可以讓氣泡在管內(nèi)運動得較慢,這樣便于測量;
(4)由題知,氣泡剛開始上升的速度先逐漸加快,隨后以一個穩(wěn)定的速度上升,即做勻速直線運動.
A、A圖象中,剛開始路程變化小于時間變化,后來路程與時間成正比,即表示先減速后勻速,故A不合題意;
B、B圖象中,剛開始路程變化大于時間變化,后來路程與時間成正比,即表示先加速后勻速,故B符合題意;
C、C圖象中,剛開始路程與時間成正比,后來路程變化小于時間變化,即表示先勻速后減速,故C不符合題意;
D、D圖象中,整個過程路程與時間成正比,即氣泡始終做勻速直線運動,故D不符合題意.
(5)勻速直線運動時的速度之比為4:5,由v=$\frac{s}{t}$可得,
通過相同的路程所用時間之比:$\frac{{t}_{1}}{{t}_{2}}$=$\frac{\frac{s}{{v}_{1}}}{\frac{s}{{v}_{2}}}$=$\frac{{v}_{2}}{{v}_{1}}$=$\frac{5}{4}$;
在相同時間內(nèi)通過的路程之比:$\frac{{s}_{1}}{{s}_{2}}$=$\frac{{v}_{1}t}{{v}_{2}t}$=$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}$=$\frac{4}{5}$;
(6)①小華騎自行車上學,開始以正常速度勻速行駛,正常勻速行駛的路程、時間圖象是一條過原點O的斜線;
②停車找書時自行車沒有運動,所以停車找書時離家距離保持不變,是一條平行于橫軸的水平直線;
③步行回家,其速度比騎自行車速度小,因此所用時間要比剛才騎自行車用的時間長,且離家的距離越來越近;
④找到書后為了趕時間,加大速度后再做勻速直線運動,此時的路程、時間圖象仍是一條斜線,只是斜線的傾角變大.
綜合所述,只有C圖象符合要求.故選C.
故答案為:(1)向管中滴入幾滴紅墨水;(2)氣泡的運動趨于穩(wěn)定,便于計時的方便;(3)用菜籽油代替水;(4)B;(5)5:4;4:5;(6)C.

點評 本題研究充水玻璃管中氣泡的運動規(guī)律的實驗,考查實驗器材的選擇、實驗的改進,不考查了速度公式的應用以及圖象的分析,考查了知識點多,綜合性強.

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