Question

在“探究充水玻璃管中氣泡的運動規律”的活動中，小麗小雨等同學的實驗方案如下．
A、在內徑為1cm、長約60cm的玻璃管中注滿水，管內留一小氣泡．
B、水平放置玻璃管，在玻璃管的一端某處用橡皮筋做上標記作為“0”位置，然后從“0”位置向上，每隔10cm用橡皮筋做上一個標記（如圖2所示）．
C、迅速翻轉玻璃管到豎直位置，使氣泡從玻璃管下端向上運動，氣泡在“0”位置時，按下秒表，依次讀出并記錄氣泡通過10cm，20cm，…所用的時間（如下表）

距離s/cm	0	10	20	30	40	50
時間t/s	0	2.0	4.0		8.0	10.0

請你思考并回答下列問題：
（1）小麗在記錄時漏記了一個數據，請幫她在表格中相應的位置補上．
（2）根據表格中的數據，在圖1中畫出s-t圖象．
（3）分析實驗數據或圖象可知氣泡做的是________運動，速度大小為________．
（4）小雨在玻璃管傾斜的過程中還發現，氣泡在玻璃中運動的速度也與傾斜角有關（如圖3），于是他又另外找了一根玻璃管做了相關的探究實驗，測出了玻璃管在不同傾斜角下氣泡運動的速度，情況如下表：
液體：自來水　　　　　液體長度：30cm　　　　　　　氣泡長度：4.1cm

與豎直方向的夾角θ/度	85	75	65	55	45	35	25	15	5	0
運動時間t/s	32.3	20.0	15.3	12.5	11.6	11.8	12.5	14.5	19.5	25
平均速度v/（cm/s）	0.93	1.50	1.96	2.40	2.59	2.54	2.40	2.07	1.54

根據上述數據．請回答下列問題：
（a）當θ角為0°時，氣泡運動的平均速度是________cm/s．
（b）氣泡的運動速度隨θ角變化的運動規律是：________．

Answer 1

解：
（1）由實驗數據知：時間欄缺少一組數值，分析發現，氣泡通過相同距離所用時間相同，間隔時間為2.0s，缺少的是6.0s；
（2）將表中的坐標點（0，0），（10，2.0），（20，4.0），（30，6.0），（40，8.0），（50，10.0）在S-t坐標系中逐一描出，連接各點即為氣泡運動的s-t圖象，如下圖：
（3）通過數據分析和觀察圖象可知：氣泡上升一段路程后，路程隨著運動時間的增加而增加，運動的路程和時間之間成正比關系，因此氣泡做的是勻速運動．
其速度為：v===5cm/s．
（4）①當θ角為0°時，氣泡運動的平均速度為v===1.25cm/s；
②在前5次實驗中，氣泡運動速度越來越大；從第5次實驗往后，速度越來越小，所以變化規律是先增大再減小．
故答案為：
（1）6.0；
（2）

（3）勻速；5cm/s；
（4）（a）1.25；（b）先增大再減小．
分析：（1）實驗表格中缺少的是一組時間，具體數值根據左右時間變化規律得出；
（2）將表中的數據在s-t坐標系中描出各點，連接各點即可得到氣泡運動的路程-時間圖象，據此可判斷其運動狀態，并可將具體數據代入速度公式，求出其速度的大小；
（3）勻速直線運動過程中，速度一直保持不變，路程隨著運動時間的增加而增加，并且路程與時間的比值是不變的；
（4）①已知氣泡運動的距離和所用時間，利用公式v=得到平均速度；
②傾斜角度不同，運動速度不同，變化規律根據數據分析得出．
點評：本題考查到了速度公式的簡單計算，s-t圖象的畫圖與分析，實驗數據的處理，實驗中變量的猜想與驗證等．綜合性較強，而且有一定的難度．