Question

15．小明和小亮在學(xué)校的乒乓球臺上玩彈玻璃球的游戲，一不小心玻璃球就會滾到臺下，他們注意到，球的落地點時遠時近．那么，玻璃球的落地點到球臺的水平距離會和哪些因素有關(guān)呢？小明作出下列猜想：

同一玻璃球，h=0.2m
次序	球臺高度/m	小球的落地點到球臺的水平距離/m
1	0.5	0.63
2	1.0	0.89
3	1.5	1.09

猜想1：小球的落地點到球臺的水平距離可能與小球的質(zhì)量有關(guān)；
猜想2：小球的落地點到球臺的水平距離可能與球臺的高度有關(guān)；
猜想3：小球的落地點到球臺的水平距離可能與小球的速度有關(guān)．
（1）小明想按圖所示，用玻璃球、高度可調(diào)的桌子和斜面等完成實驗，實驗還需要的器材是刻度尺．
（2）在實驗中，需要測量落地點O到球臺的水平距離，請你運用學(xué)過的物理知識幫助他們確定這一距離的起點O的位置（寫出具體的方法和原理）．
方法：在桌子的邊緣上讓小球自由下落，
原理：重力的方向總是豎直向下．
（3）小明讓不同質(zhì)量的小球從斜面的同一高度滾下，測得小球的落地點到球臺的水平距離均相同．這說明猜想1是錯誤（正確/錯誤）的．
（4）小明讓同一玻璃球，從斜面的同一高度滾下，實驗完成后得到如上表的數(shù)據(jù)，則可驗證猜想2，可得到的結(jié)論是：小球的初速度一定時，球臺的高度越高，小球的落地點到球臺的水平距離越大．
（5）請設(shè)計一個簡單實驗，驗證猜想3是否正確，簡述你的實驗方案．
簡要做法：保持球臺的高度不變，使同一小球從斜面的不同高度滾下，測量出小球的落地點到球臺的水平距離．
如何判斷：若小球的落地點到球臺的水平距離不相等，則說明球的落地點到球臺的水平距離與小球的速度有關(guān)；（若小球的落地點到球臺的水平距離相等，則說明球的落地點到球臺的水平距離與小球的速度無關(guān)）．

Answer 1

分析 （1）在實驗中要測量球臺的高度及小球射出的水平距離，所以需用到刻度尺進行測量；
（2）可根據(jù)重力方向總是向下的原理進行分析；
（3）根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷出拋出距離與小球的質(zhì)量是否有關(guān)，得出結(jié)論；
（4）讓同一玻璃球，從斜面的同一高度滾下，可以控制小球的質(zhì)量及拋出時的速度相同，根據(jù)表格中水平拋出的距離與球臺的高度關(guān)系進行分析得出結(jié)論；
（5）要探究小球的落地點到球臺的水平距離是否與小球的速度有關(guān)，應(yīng)保持球臺的高度及小球的質(zhì)量不變，改變小球拋出時的速度．

解答 解：（1）在實驗中應(yīng)該測出球臺的高度及小球的落地點到球臺的水平距離，所以應(yīng)用到刻度尺；
（2）可以根據(jù)重力方向總是豎直向下的原理，將一重錘拴在球臺的邊緣，確定起始點，或讓水滴或小球從球臺邊緣自由下落，落地點即為起始點；
（3）小明讓不同質(zhì)量的小球從斜面的同一高度滾下，測得小球的落地點到球臺的水平距離均相同，這說明小球的落地點到球臺的水平距離與小球的質(zhì)量無關(guān)，猜想1錯誤；
（4）小明讓同一玻璃球，從斜面的同一高度滾下，這樣小球的質(zhì)量和拋出時的速度相同，球臺越高，小球的落地點到球臺的水平距離越大，說明小球的落地點到球臺的水平距離與球臺的高度有關(guān)，并且球臺的高度越高，小球的落地點到球臺的水平距離越大；
（5）探究小球的落地點到球臺的水平距離與小球的速度之間的關(guān)系，則需使其它條件相同，改變速度，則應(yīng)保持球臺的高度不變，讓同一小球從不同高度滾下，測量出小球的落地點到球臺的水平距離，若水平距離不相等，則說明與小球速度有關(guān)，若相等，則說明與小球的速度無關(guān)．
故答案為：（1）刻度尺；
（2）方法：在桌子的邊緣上讓小球自由下落；原理：重力的方向總是豎直向下；
（3）錯誤；
（4）2；小球的初速度一定時，球臺的高度越高，小球的落地點到球臺的水平距離越大；
（5）簡要做法：保持球臺的高度不變，使同一小球從斜面的不同高度滾下，測量出小球的落地點到球臺的水平距離．如何判斷：若小球的落地點到球臺的水平距離不相等，則說明球的落地點到球臺的水平距離與小球的速度有關(guān)；（若小球的落地點到球臺的水平距離相等，則說明球的落地點到球臺的水平距離與小球的速度無關(guān)）．

點評 此題是通過實驗探究影響平拋運動中水平拋出距離的影響因素，考查了控制變量法的應(yīng)用及根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論的能力，在實驗中注意控制平拋時速度的方法．