Question

為比較紙錐下落快慢，小明按圖甲所示的兩個(gè)等大的圓紙片，其中一個(gè)圓紙片被剪去圓心角比另一個(gè)大，再分別粘貼成圖乙所示的兩個(gè)錐角不等的紙錐．

（1）將兩個(gè)紙錐拿到同一高度同時(shí)釋放．小明測(cè)得錐角大的紙錐下落到地面的時(shí)間為10s，如圖丙所示是小華測(cè)出的錐角小的紙錐下落到同一地面的時(shí)間，應(yīng)為

 

s，通過比較可得錐角小的紙錐下落得快，判斷根據(jù)是

 

．
（2）小明為繼續(xù)探究測(cè)出小紙錐下落時(shí)的規(guī)律，用每隔0.2s曝光一次的閃光照相機(jī)拍下了一組照片如圖丁所示，由此可以判斷紙錐下落的速度變化情況是

 

（選填“不變”、“先變大后不變”或“一直變大”）．若測(cè)得紙錐在A、B兩位置間的實(shí)際距離為8.40cm，則此過程中，紙錐下落的最大速度為

 

m/s．
（3）小組間交流時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同小組測(cè)得不同紙錐下落的最大速度不同．為此提出了下列猜想：
猜想一：影響紙錐下落的最大速度可能與紙錐的錐角的大小有關(guān)
猜想二：影響紙錐下落的最大速度可能與紙錐的質(zhì)量的大小有關(guān)
①小明用（1）提供的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，得出：錐角小的紙錐下落速度大．對(duì)此，你認(rèn)為小明所得的結(jié)論

 

（選填“是”、“不”）可靠的，你判斷的依據(jù)是

 

．要科學(xué)地探究紙錐下落的最大速度與紙錐的錐角的大小關(guān)系，你的改進(jìn)方法是

 

．
②為了驗(yàn)證猜想二，簡(jiǎn)要的做法是

 

．
判斷方法是

 

．

Answer 1

分析：（1）秒表分針與秒針示數(shù)之和是秒表示數(shù)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．
（2）從紙錐下落的圖中可以看出，在相同時(shí)間間隔內(nèi)，紙錐照片間隔距離越近說明速度越慢，相反，說明速度越快，如果間隔距離不變，則說明是在勻速下落．再根據(jù)AB間的距離和時(shí)間，利用公式v=

s

t

可求出紙錐下落的速度．
（3）探究速度與錐角的關(guān)系應(yīng)控制紙錐的質(zhì)量與形狀相同而錐角不同；探究速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)控制紙錐的形狀與錐角相等而質(zhì)量不同，據(jù)此分析答題．

解答：解：（1）由圖丙所示秒表可知，分針示數(shù)為0，秒針示數(shù)為6s，則秒表示數(shù)為6s，紙錐下落時(shí)間為6s；由實(shí)驗(yàn)可知，兩紙錐下落時(shí)通過的路程相同，錐角小的紙錐所以時(shí)間短，錐角小的紙錐運(yùn)動(dòng)的快，由此可得：通過相同路程，錐角小的紙錐用的時(shí)間少，運(yùn)動(dòng)得快．
（2）從圖中可以看出，同樣在間隔時(shí)間為0.2s時(shí)，紙錐下落的距離先小后大，最后保持不變，因此，也說明其速度的變化應(yīng)該是先變大后不變的．從圖中A位置到B位置，照相機(jī)共曝光2次，距離為8.40cm，故其速度v=

s

t

=

0.0840m

2×0.2s

=0.21m/s．
（3）①實(shí)驗(yàn)（1）中沒有控制紙錐的質(zhì)量相等，因此不能得出：錐角小的紙錐下落速度大，小明所得的結(jié)論是不可靠的，要科學(xué)地探究紙錐下落的最大速度與紙錐的錐角的大小關(guān)系，應(yīng)該：用質(zhì)量和半徑相同，錐角不同的兩個(gè)紙錐做實(shí)驗(yàn)．
②為了驗(yàn)證猜想二：“影響紙錐下落的最大速度可能與紙錐的質(zhì)量的大小有關(guān)”，應(yīng)該：選擇形狀相同、質(zhì)量不同的紙錐豎直下落，分別測(cè)出它們的最大速度．如果：如果質(zhì)量不同的紙錐速度相同，說明最大速度與質(zhì)量無(wú)關(guān)，如果質(zhì)量不同的紙錐速度不同，說明最大速度與質(zhì)量有關(guān)．
故答案為：（1）6；通過相同路程，錐角小的紙錐用的時(shí)間少，運(yùn)動(dòng)得快；（2）先變大后不變；0.21；
（3）不；沒有控制紙錐的質(zhì)量相等；用質(zhì)量和半徑相同，錐角不同的兩個(gè)紙錐做實(shí)驗(yàn)；
（4）選擇形狀相同、質(zhì)量不同的紙錐豎直下落，分別測(cè)出它們的最大速度；如果質(zhì)量不同的紙錐速度相同，說明最大速度與質(zhì)量無(wú)關(guān)，如果質(zhì)量不同的紙錐速度不同，說明最大速度與質(zhì)量有關(guān)．

點(diǎn)評(píng)：在本實(shí)驗(yàn)的探究中，主要運(yùn)用了控制變量的研究方法，同時(shí)還考查了運(yùn)動(dòng)快慢的比較，速度公式的簡(jiǎn)單計(jì)算，以及如何解決實(shí)驗(yàn)中遇到的現(xiàn)實(shí)問題等，對(duì)我們的能力是一個(gè)很好的鍛煉．