Question

18．某學習小組利用如圖甲體驗“模擬引力”之后，進一步思考：繩子的拉力大小與什么因素有關(guān)？并提出了如下猜想．
猜想A：與小球的質(zhì)量大小有關(guān)；
猜想B：與小球運動的快慢有關(guān)；
猜想C：與繩子的長度有關(guān)．
為了驗證猜想，學習小組于是進行實驗探究：用一根細繩子的一端拴住一個小球，用手抓住繩子的另一端，掄動細繩，讓小球在光滑水平面上做圓周運動，如圖乙所示，實驗中，用手感受繩子的拉力大小，做幾次實驗后，得到實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗次數(shù)	小球的質(zhì)量/g	運動的快慢	繩子的長度/cm	繩子的拉力
1	15	慢	10	很小
2	20	慢	10	小
3	20	快	10	大
4	20	快	15	很大

（1）實驗中，小球在豎直方向上受到的重力和支持力是一對平衡力（不計空氣阻力）．
（2）實驗中，在繩子拉力的作用下，小球的運動方向不斷改變，這一現(xiàn)象可說明繩子拉力的作用效果是改變物體的運動狀態(tài)，若繩子斷了，小球不能（填“能”或“不能”）繼續(xù)做圓周運動．
（3）分析對比實驗次數(shù)1、2的數(shù)據(jù)，可以初步驗證猜想A；分析對比實驗次數(shù)2、3的數(shù)據(jù)，可以初步得出的結(jié)論是：在小球質(zhì)量與繩子長度相同時，繩子拉力大小與小球運動快慢有關(guān)．
（4）本實驗采用的研究方法有轉(zhuǎn)換和控制變量法．

Answer 1

分析 （1）對小球進行受力分析，得出結(jié)論；
（2）運動方向的改變屬于運動狀態(tài)的變化；
根據(jù)力是改變物體運動狀態(tài)的原因進行分析；
（3）比較1、2和2、3中控制的變量和改變的量，得出結(jié)論；
（4）研究繩子的拉力影響因素采用控制變量法和轉(zhuǎn)換法．

解答 解：
（1）小球在豎直方向受重力和支持力的作用，這兩個力是一對平衡力；
（2）繩子拉力使小球的運動方向不斷改變，說明力改變了物體的運動狀態(tài)；
小球的運動方向不斷發(fā)生變化，是因為受到繩子拉力的作用，若繩子斷了，小球不能繼續(xù)做圓周運動；
（3）1、2的數(shù)據(jù)，繩子的長度和小球的速度相同，質(zhì)量不同，繩子拉力不同，可得繩子拉力與物體的質(zhì)量有關(guān)，即可驗證猜想A；
2、3的數(shù)據(jù)，小球質(zhì)量和繩子長度相同，運動快慢不同，運動越快，繩子拉力越大，可得在小球的質(zhì)量、繩子的長度大小一定時，小球運動越快（速度越大），繩子的拉力就越大．
（4）此實驗中，用小球運動方向的改變來反映力的作用效果，是轉(zhuǎn)換法；研究其中一個量對繩子拉力作用效果影響時，控制其他的量不變，是控制變量法．
故答案為：（1）重力；支持；（2）改變物體的運動狀態(tài)；不能；（3）A；在小球質(zhì)量與繩子長度相同時，繩子拉力大小與小球運動快慢有關(guān)；（4）控制變量．

點評 此題是探究繩子拉力做圓周運動時，繩子的拉力大小與什么因素有關(guān)的實驗，主要考查了對控制變量法的應(yīng)用及對實驗數(shù)據(jù)的分析，難度不是很大．