Question

15．某校科技小組設(shè)計了如圖所示的裝置，用來探究滑塊沿斜面下滑時是否做勻變速直線運動．實驗時，讓滑塊從不同高度沿斜面由靜止下滑，并同時打開水龍頭的閥門，使水流到量筒中；當滑塊碰到擋板的同時關(guān)閉閥門（整個過程中水流可視為均勻穩(wěn)定的）．該實驗探究方案是利用量筒中收集的水量來測量時間的．如表是該小組測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，其中s為滑塊從斜面的不同高度由靜止釋放后沿斜面下滑的距離，V為相應過程中量筒中收集的水量．分析表中數(shù)據(jù)，根據(jù)$\frac{s}{{V}^{2}}$在誤差的范圍內(nèi)是一常數(shù)，可以得出滑塊沿斜面下滑時做勻變速直線運動的結(jié)論．本實驗誤差的主要來源：距離測量的不準確，水從水龍頭流出不夠穩(wěn)定等，還可能來源于滑塊下滑距離測量不準確，滑塊開始下滑、滑塊碰到擋板與閥門的打開與關(guān)閉不同步．（寫出一項即可）

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
s（m）	4.5	3.9	3.0	2.1	1.5	0.9	0.3
V（mL）	90	84	72	62	52	40	23.5
$\frac{s}{{V}^{2}}$	5.6×10-4	5.5×10-4	5.8×10-4	5.5×10-4	5.5×10-4	5.6×10-4	5.4×10-4

Answer 1

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

解答 解：（1）關(guān)于初速度為零的勻變速運動，位移與時間的二次方成正比，由于水是均勻穩(wěn)定的流出，水的體積和時間成正比，所以量筒中收集的水量可以間接的測量時間．
（2）驗證該運動是否勻變速直線運動，關(guān)鍵看位移與時間的二次方是否成正比，即看位移與體積的二次方是否成正比．
所以根據(jù)$\frac{s}{{V}^{2}}$在誤差的范圍內(nèi)是一常數(shù)，可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結(jié)論．
（3）本實驗誤差的主要來源有：水從水箱中流出不夠穩(wěn)定，還可能來源于距離測量的不準確，滑塊開始下滑和開始流水不同步或斜面摩擦不均勻．
故答案為：（1）時間；（2）$\frac{s}{{V}^{2}}$在誤差的范圍內(nèi)是一常數(shù)；（3）滑塊下滑距離測量不準確，滑塊開始下滑、滑塊碰到擋板與閥門的打開與關(guān)閉不同步．

點評 解決該問題的關(guān)鍵把時間轉(zhuǎn)化為水量，因為流入量筒水的量與時間成正比．