Question

15．伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話》一書中，提出猜想：物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)他還實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該猜想．某小組依據(jù)伽利略描述的實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的裝置，探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
①讓滑塊從離擋板某一距離s處由靜止沿某一傾角θ的斜面下滑，并同時(shí)打開裝置中的閥門，使水箱中的水流到量筒中；
②當(dāng)滑塊碰到擋板的同時(shí)關(guān)閉閥門（假設(shè)水流處均勻穩(wěn)定）；
③記錄下量筒收集的水量V；
④改變滑塊起始位置離擋板的距離，重復(fù)以上操作；
⑤測(cè)得的數(shù)據(jù)見表格．

次數(shù)	1	2	3	4	5	6
S（m）	4.5	3.9	3.0	2.1	1.5	0.9
V（ml）	90	84		62	52	40

（1）（單選題）該實(shí)驗(yàn)利用量筒中收集的水量來表示C
A．水箱中水的體積      B．水從水箱中流出的速度
C．滑塊下滑的時(shí)間      D．滑塊下滑的位移
（2）小組同學(xué)漏填了第3組數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)正常，你估計(jì)這組數(shù)量V=75mL；若保持傾角θ不變，增大滑塊質(zhì)量，則相同的s，水量V將不變（填“增大”、“不變”或“減小”）；若保持滑塊質(zhì)量不變，增大傾角θ，則相同的s，水量V將減小（填“增大”、“不變”或“減小”）．
（3）（單選題）下面說法中不屬于該實(shí)驗(yàn)誤差來源的是C
A．水從水箱中流出不夠穩(wěn)定            B．滑塊開始下滑和開始流水不同步
C．選用的斜面不夠光滑                   D．選用了內(nèi)徑較大的量筒．

Answer 1

分析 關(guān)于初速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間的二次方成正比，由于水是均勻穩(wěn)定的流出，水的體積和時(shí)間成正比，所以該實(shí)驗(yàn)只要驗(yàn)證位移與體積的二次方是否成正比，就可驗(yàn)證該運(yùn)動(dòng)是否勻變速直線運(yùn)動(dòng)．

解答 解：（1）關(guān)于初速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間的二次方成正比，由于水是均勻穩(wěn)定的流出，水的體積和時(shí)間成正比，所以量筒中收集的水量可以間接的測(cè)量時(shí)間．
故選C．
（2）該運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間的二次方是成正比，即看移與體積的二次方是成正比．
小組同學(xué)漏填了第3組數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)正常，這組水量V=75mL；
若保持傾角θ不變，增大滑塊質(zhì)量，物體的加速度不變，則相同的s，水量V將不變，若保持滑塊質(zhì)量不變，增大傾角θ，加速度將增大，則相同的s，時(shí)間減小，水量V將減少．
（3）本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源有：水從水箱中流出不夠穩(wěn)定，還可能來源于距離測(cè)量的不準(zhǔn)確，滑塊開始下滑和開始流水不同步．選用了內(nèi)徑較大的量筒．
故選C．
故答案為：（1）C；
（2）75，不變，減少；
（3）C．

點(diǎn)評(píng) 解決該問題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)流入量筒水的量與時(shí)間成正比，將時(shí)間問題轉(zhuǎn)化為為水量問題，本題是考查學(xué)生創(chuàng)新能力的好題．