Question

18．在做“研究氣泡的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明取長(zhǎng)50cm的細(xì)玻璃管注滿(mǎn)水，管中留5mm高的小氣泡，將玻璃管反轉(zhuǎn)后，觀(guān)察氣泡的運(yùn)動(dòng)情況，如圖1所示．

（1）小明小組將實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在表一中，請(qǐng)你從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中選擇合適的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，在備用區(qū)留下數(shù)據(jù)處理的方法．通過(guò)分析你認(rèn)為氣泡近似做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，你判斷的依據(jù)是氣泡通過(guò)的路程與時(shí)間成正比．
表一

從0點(diǎn)開(kāi)始的距離s/cm	0	10	20	30	40
5mm高的氣泡從0點(diǎn)開(kāi)始的時(shí)間t/s	0	4.9	9.8	14.8	19.6

數(shù)據(jù)分析處理備用區(qū)（表格或坐標(biāo)紙（如圖2）可以自由選擇使用或不用，但要在空白處留下分析過(guò)程）
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)分析，下列說(shuō)法中正確的是D．
A．為減小測(cè)量誤差，實(shí)驗(yàn)中盡量選用較長(zhǎng)的玻璃管，均分的距離稍大一些
B．實(shí)驗(yàn)中小氣泡從0點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到40標(biāo)記處的平均速度為2m/s
C．為了更準(zhǔn)確的了解氣泡運(yùn)動(dòng)的情況，在處理數(shù)據(jù)中間隔區(qū)間應(yīng)選擇更大一些
D．為了充分利用玻璃管，實(shí)驗(yàn)中氣泡應(yīng)該從底端開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)計(jì)時(shí)
（3）小明小組換用粗玻璃管又做了2組實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄如表二所示．觀(guān)察數(shù)據(jù)可知：長(zhǎng)（選填“長(zhǎng)”或“短”）氣泡運(yùn)動(dòng)的較快．
表二：

從0點(diǎn)開(kāi)始的距離S/cm	0	20	40	60	80
1cm高的氣泡從0點(diǎn)開(kāi)始的時(shí)間t/s	0	3.6	7.1	10.8	14.4
2cm高的氣泡從0點(diǎn)開(kāi)始的時(shí)間t/s	0	3.4	6.8	10.2	13.6

（4）小明還改變玻璃管與豎直方向的夾角θ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量并計(jì)算出玻璃管在不同傾斜角下氣泡運(yùn)動(dòng)的平均速度，數(shù)據(jù)記錄如表三所示．觀(guān)察數(shù)據(jù)可知：隨θ角的減小氣泡運(yùn)動(dòng)速度是先變快后變慢．
表三：

與豎直方向的夾角θ/度	85	75	65	55	45	35	25	15	5	0
平均速度v/（cm/s）	0.93	1.50	1.96	2.40	2.59	2.54	2.40	2.07	1.54	1.20

（5）由于氣泡上升較快，會(huì)造成時(shí)間測(cè)量難度較大，為了解決這一困難，根據(jù)小明的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你提出一點(diǎn)建議：減小氣泡長(zhǎng)度．

Answer 1

分析 （1）要判斷氣泡做什么運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是看它通過(guò)相等的路程時(shí)間如何變化；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求判斷出各選項(xiàng)；
（3）從表二中分析長(zhǎng)、短氣泡運(yùn)動(dòng)相同的路程比較所用的時(shí)間，找到長(zhǎng)氣泡和短氣泡誰(shuí)運(yùn)動(dòng)得快；
（4）從左到右，玻璃管與豎直方向的夾角是逐漸減小的，比較速度的變化特點(diǎn)就能得到氣泡運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)；
（5）根據(jù)已知條件，運(yùn)動(dòng)慢的誤差較小，從而也找到減小誤差的方法．

解答 解：
（1）分析表一數(shù)據(jù)可知，氣泡每通過(guò)的10cm路程時(shí)間基本上都是4.9s，即通過(guò)相等的路程所用時(shí)間相等，所以氣泡做的是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；
（2）A、為減小測(cè)量誤差，實(shí)驗(yàn)中盡量選用較長(zhǎng)的玻璃管，均分的距離稍小一些，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)v=$\frac{s}{t}$=$\frac{40cm}{19.6s}$=2．cm/s，故B錯(cuò)誤；
C．為了更準(zhǔn)確的了解氣泡運(yùn)動(dòng)的情況，在處理數(shù)據(jù)中間隔區(qū)間應(yīng)選擇更小一些，故C錯(cuò)誤；
D．為了充分利用玻璃管，實(shí)驗(yàn)中氣泡應(yīng)該從底端開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)計(jì)時(shí)，故D正確．
故選D．
（3）從表格中數(shù)據(jù)可以看出，在運(yùn)動(dòng)路程20cm、40cm、60cm、80cm時(shí)，長(zhǎng)氣泡用的時(shí)間較短，所以長(zhǎng)氣泡運(yùn)動(dòng)的較快；
（4）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知：在夾角從85°減小到45°的過(guò)程中，氣泡上升的速度是逐漸增大的；在夾角從45°減小到0°的過(guò)程中，氣泡上升速度是減小的，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)論
為：隨θ角的減小氣泡運(yùn)動(dòng)速度是先變快后變慢；
（5）由于氣泡上升較快，會(huì)造成時(shí)間的測(cè)量誤差較大，所以應(yīng)盡量的選較短的氣泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以減小時(shí)間測(cè)量上的誤差．
故答案為：
（1）勻速直線(xiàn)；氣泡通過(guò)的路程與時(shí)間成正比；（2）D；（3）長(zhǎng)；（4）先變快后變慢；（5）減小氣泡長(zhǎng)度．

點(diǎn)評(píng) 此題為變速運(yùn)動(dòng)與平均速度探究實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力，在物理實(shí)驗(yàn)中，誤差是在所難免的，為減小誤差盡量選用較精密的儀器或或改進(jìn)測(cè)量方法或多測(cè)幾次取平均值．