Question

20．（1）用如圖所示裝置研究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)．

①實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小車(chē)從斜面同一高度滑下，目的是使小車(chē)到達(dá)水平面時(shí)具有相同的速度．
②如圖所示的三種情況，小車(chē)在毛巾表面滑行時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最容易改變．是因?yàn)樵摫砻娲植诔潭茸畲螅瑢?dǎo)致小車(chē)受到的摩擦力最大．
③結(jié)論：表面越光滑，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，推理：如果運(yùn)動(dòng)物體不受力，它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
④通過(guò)該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．
⑤根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)和一定的理論推理，揭示自然規(guī)律是研究科學(xué)的重要方法．如上圖所示，從斜面上同一高度下滑的小車(chē)．①在鋪有毛巾的水平面上，運(yùn)動(dòng)路程很短  ②如果在沒(méi)有摩擦的水平面上，將做勻速直線運(yùn)動(dòng) ③如果在較光滑的水平面上，運(yùn)動(dòng)路程很長(zhǎng)  ④在鋪有棉布的水平面上，運(yùn)動(dòng)路程較短  ⑤在水平平整的木板表面上，運(yùn)動(dòng)路程較長(zhǎng)．則下面的判斷和排列次序正確的是B
A．事實(shí)①④⑤，推論②③B．事實(shí)①④⑤，推論③②
C．事實(shí)①②③，推論④⑤D．事實(shí)①③②，推論⑤④
（2）學(xué)生在“探究影響液體壓強(qiáng)大小因素”的實(shí)驗(yàn)時(shí)．他們?cè)O(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)探究方案，圖（a）、（b）、（d）中金屬盒在液體中的深度相同．實(shí)驗(yàn)測(cè)得幾種情況下壓強(qiáng)計(jì)的U形管兩側(cè)液面高度差的大小關(guān)系是h₄＞h₁=h₂＞h₃．

①實(shí)驗(yàn)中液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小通過(guò)U型管兩側(cè)液面的高度差反應(yīng)出來(lái)．
②實(shí)驗(yàn)中液體內(nèi)部壓強(qiáng)最小的是c圖．
③比較圖a和圖d可以得出的結(jié)論是：深度相同，液體的密度越大，液體的壓強(qiáng)越大．

Answer 1

分析 （1）①為完成研究“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)采用控制變量的思想，即保持小車(chē)到達(dá)水平面時(shí)的速度相同；
②③由于小車(chē)經(jīng)過(guò)的三種表面的粗糙程度不同，小車(chē)受到的摩擦力大小不同，就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)距離不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加上科學(xué)的推理后，可得出結(jié)論；
④由這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以推理得出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因；
⑤根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)得出的現(xiàn)象為事實(shí)；在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出的結(jié)論為推論；先將五種現(xiàn)象進(jìn)行分類(lèi)，然后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)順序進(jìn)行排序；
（2）①在實(shí)驗(yàn)中液體壓強(qiáng)的大小變化不易直接測(cè)量，可以尋找液體壓強(qiáng)的變化會(huì)引起哪些物理量發(fā)生變化，看能否通過(guò)形象直觀的變化來(lái)反應(yīng)液體壓強(qiáng)的大小變化；
②根據(jù)公式P=ρgh，液體的壓強(qiáng)與液體的深度和密度都有關(guān)系，比較圖中U形管的高度差，判斷液體壓強(qiáng)大�。�
③分析圖（a）和圖（d）的兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出哪些量是相同的，哪些量是不同的，從而得出液體的壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系．

解答 解：
（1）①讓小車(chē)從斜面的同一高度由靜止下滑的目的是，當(dāng)小車(chē)到達(dá)水平面時(shí)，使小車(chē)的速度相同；
②如圖所示的三種情況，小車(chē)在毛巾表面滑行時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最容易改變．是因?yàn)樵摫砻娲植诔潭茸畲�，�?dǎo)致小車(chē)受到的摩擦力最大；
③由實(shí)驗(yàn)可知，水平面越光滑，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)；由此可以推理，當(dāng)小車(chē)不受摩擦力，那么就沒(méi)有阻力可以改變小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)了，小車(chē)將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，即做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
④由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；
⑤由題目給出的五個(gè)步驟可以看出，該實(shí)驗(yàn)的思路是令小車(chē)從斜面的同一高度下滑（控制小車(chē)到達(dá)平面時(shí)的初速度相同），然后逐步減小平面的粗糙程度，觀察小車(chē)滑行的距離，進(jìn)而推測(cè)出平面較光滑和絕對(duì)光滑時(shí)，小車(chē)的滑行情況，最后總結(jié)得出結(jié)論；根據(jù)這個(gè)思路，可以判斷出：該實(shí)驗(yàn)的排序?yàn)椋孩佗堍茛邰�；其中，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到的是①④⑤，由推論得出的結(jié)論是③②，故選B；
（2）①在實(shí)驗(yàn)中，有很多物理量難于用儀器、儀表直接測(cè)量，就可以根據(jù)物理量之間的定量關(guān)系和各種效應(yīng)把不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化成易于測(cè)量的物理量進(jìn)行測(cè)量，這種方法就叫轉(zhuǎn)換法；實(shí)驗(yàn)中液體壓強(qiáng)的大小變化不易直接測(cè)量，液體壓強(qiáng)的變化會(huì)引起壓強(qiáng)計(jì)的探頭受到的壓力發(fā)生變化，從而導(dǎo)致壓強(qiáng)計(jì)探頭上的橡皮膜的形狀發(fā)生變化，進(jìn)而引起壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的高度差發(fā)生變化，因此可以利用壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的高度差來(lái)判斷液體壓強(qiáng)的大小變化；
②由公式P=ρgh可知，液體的壓強(qiáng)與液體的深度和密度都有關(guān)系，圖a，b，c中液體都是水，C圖中壓強(qiáng)計(jì)探頭上的橡皮膜探頭在水中深度最小，d圖中液體是鹽水，密度大，同時(shí)深度也大，壓強(qiáng)計(jì)的U形管兩側(cè)液面高度差的大小關(guān)系是h₄＞h₁=h₂＞h₃．因此，C圖中液體內(nèi)部壓強(qiáng)最�。�
③分析圖（a）和圖（d）的兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩次實(shí)驗(yàn)橡皮膜所處的深度相同，即液體的深度相同，而液體的密度卻不同，一杯是水，另一杯是濃鹽水，從而得出液體的壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系：在不同液體的同一深度處，液體的密度越大，液體的壓強(qiáng)越大．
故答案為：（1）①速度；②粗糙程度；③勻速直線運(yùn)動(dòng)；④改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；⑤B；（2）①U型管兩側(cè)液面的高度差；②c；③深度相同，液體的密度越大，液體的壓強(qiáng)越大．

點(diǎn)評(píng) （1）本實(shí)驗(yàn)考查了控制變量法的應(yīng)用，考查了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析與推理；仔細(xì)觀察，找出實(shí)驗(yàn)條件及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的異同、掌握控制變量法的應(yīng)用是正確解題的關(guān)鍵；
（2）本題考查液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)，涉及到兩種物理學(xué)方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法，解題時(shí)注意實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的表述都要采用控制變量法，領(lǐng)悟這兩種方法的真諦．