Question

【題目】小華在觀摩一次自行車比賽中，看到運(yùn)動(dòng)員在轉(zhuǎn)彎時(shí)，身體和自行車都是向彎道內(nèi)側(cè)傾斜的，如圖甲所示。

騎自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)，身體為什么要向彎道內(nèi)側(cè)傾斜呢？小華提出疑問：“要想轉(zhuǎn)彎，必須受力，身體傾斜是為了給自行車一個(gè)向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)彎的力”。

我們平時(shí)騎自行轉(zhuǎn)彎時(shí)，身體的傾斜沒有這么明顯，可為什么比賽時(shí)選手傾斜得這么明顯呢？且靠近內(nèi)道的選手轉(zhuǎn)彎時(shí)比外道選手傾斜得更明顯，使騎行的自行車轉(zhuǎn)彎的力的大小，可能與哪些因素有關(guān)呢？接著，小華小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)室里用小球代替運(yùn)動(dòng)員，探究“小球轉(zhuǎn)彎時(shí)受力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。小華提出了三種猜想.

猜想一：可能與小球的速度有關(guān)；

獵想二：可能與小球的質(zhì)量有關(guān)；

猜想三：可能與圓弧形軌道的半徑有關(guān).

把半徑為0.5米的半圓軌道(左端連著橫桿)通過橫桿在O點(diǎn)與墻壁活動(dòng)連接(能繞O點(diǎn)在豎直方向自由轉(zhuǎn)動(dòng))，軌道置于壓力傳感器上時(shí)，分別讓小鋼球分別從距離傳感器表面不同高度的弧面處自由滾下，如圖乙所示，觀察、記錄每次壓力傳感器達(dá)到的最大示數(shù)(注：小鋼球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的示數(shù)最大)，記錄如下表。

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
小鋼球質(zhì)量m/g	30	30	30	60	60	60	90	90	90
距離傳感器高度h/m	0.3	0.4	0.5	0.3	0.4	0.5	0.3	0.4	0.5
傳感器最大示數(shù)F/N	1.66	1.78	1.90	2.32	2.56	2.80	2.98	3.34	3.70

(1)小華“要想轉(zhuǎn)彎必須受力”的觀點(diǎn)很有道理，因?yàn)榱�可�?/span>___________________。

(2)小鋼球從軌道同一高度由靜止釋放的目的是________________________。

(3)通過比較實(shí)驗(yàn)1、4、7(或2、5、8或3、6、9)，能夠初步得出的結(jié)論是________。

(4)通過比較_________(填實(shí)驗(yàn)序號)三次實(shí)驗(yàn)可以論證猜想二.當(dāng)小球質(zhì)量為30g時(shí)，傳感器最大示數(shù)F與距離傳感器的高度h的表達(dá)式是F=________。

(5)小華還想驗(yàn)證猜想三，請你說說簡要的做法：____________。

Answer 1

【答案】改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)獲得相同的速度 小球轉(zhuǎn)彎時(shí)受力的大小與小球的質(zhì)量有關(guān) 1、4、7(或2、5、8或3、6、9) F=1.2h+1.3 見解析

【解析】

第一空．力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，轉(zhuǎn)彎時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向改變，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，一定是受到力的作用，所以“要轉(zhuǎn)彎，必須受力”。

第二空．小鋼球從軌道同一高度由靜止釋放的目的是使小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)獲得相同的速度；

第三空．通過比較實(shí)驗(yàn)1、4、7(或2、5、8或3、6、9)可知， 距離傳感器高度相同，小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)獲得的速度相同，小鋼球質(zhì)量越大，傳感器最大示數(shù)也越大，可初步得出結(jié)論：小球轉(zhuǎn)彎時(shí)受力的大小與小球的質(zhì)量有關(guān)；

第四空．要想驗(yàn)證猜想二，應(yīng)保持圓弧形軌道的半徑相同，下落的高度相同，小球的質(zhì)量不同，分析可知實(shí)驗(yàn)1、4、7(或2、5、8或3、6、9)符合要求；

第五空．由表中數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)小球質(zhì)量為30g時(shí)，最大示數(shù)F與距離傳感器的高度h成線性關(guān)系，F=kh+b,當(dāng)h=0.3m時(shí)，F=1.66N, 當(dāng)h=0.4m時(shí)，F=1.78N,代入數(shù)據(jù)得：

1.66= k0.3m +b---------------①

1.78= k×0.4m +b---------------②

聯(lián)立①②解得：k=1.2，b=1.3，

則傳感器最大示數(shù)F與距離傳感器的高度h的表達(dá)式為：F=1.2h+1.3；

第六空．若要驗(yàn)證猜想三：與圓弧形軌道的半徑有關(guān)，從控制變量的角度考慮，應(yīng)保持小球的質(zhì)量相同，下落的高度相同，與圓弧形軌道的半徑不同，因此需改變圓弧形軌道的半徑，讓同一小球從距壓力傳感器的相同高度自由滾下。