Question

10．在一次研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，某小組同學(xué)對(duì)”紙錐下落的最大速度與哪些因數(shù)有關(guān)“進(jìn)行了探究，經(jīng)過(guò)小組討論，形成了一致的猜想：
①可能與紙錐的質(zhì)量有關(guān)
②可能與紙錐下落的距離有關(guān)
③可能與紙錐的錐角大小有關(guān)
于是他們開(kāi)始進(jìn)行探究，探究過(guò)程如下：
A．他們計(jì)劃從物體自由下落的距離與下落的時(shí)間關(guān)系上入手進(jìn)行探究，并設(shè)計(jì)了這樣的實(shí)驗(yàn)：取一些“紙錐”作為研究對(duì)象，用“頻閃攝影”的方法測(cè)量“一紙錐”在空氣中自由直線下落時(shí)的下落距離和下落時(shí)間的一些數(shù)據(jù)．
B．為了首先驗(yàn)證猜想①和②，在相同條件下，同學(xué)們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)1：利用頻閃照片（如圖甲），測(cè)量一只“紙錐”在空中下落的過(guò)程中不同時(shí)刻的下落距離，畫(huà)出了“下落距離--時(shí)間”圖線（如圖乙），如圖乙中的圖線1．
實(shí)驗(yàn)2：將幾只相同的“紙錐”完全重合的疊放在一起，測(cè)出它們?cè)诓煌瑫r(shí)刻下落的距離，畫(huà)出“下落距離--時(shí)間”圖線，如圖乙中的圖線2．
實(shí)驗(yàn)3：繼續(xù)增加疊放“紙錐”的數(shù)量，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出“下落距離--時(shí)間”如圖乙中的圖線3．
（1）對(duì)比圖線1和2和3可知：猜想①是正確的，它們得到的結(jié)論是紙錐下落的最大速度與紙錐的質(zhì)量有關(guān)．
（2）由圖線1或2或3，并結(jié)合頻閃照片可知：當(dāng)質(zhì)量和錐角相同時(shí)，當(dāng)下落距離較小時(shí)，紙錐下落的最大速度與下落的距離有關(guān)；當(dāng)下落的距離較大時(shí)，紙錐下落的最大速度與下落的距離無(wú)關(guān)．（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）
（3）在驗(yàn)證了猜想①和②后，同學(xué)們結(jié)合圖象及頻閃照片分析得出，紙錐在下落的最后階段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，并且紙錐在下落過(guò)程中，受到空氣阻力的作用，其中圖線3（選填“圖線1”或“圖線2”或“圖線3”）對(duì)應(yīng)的紙錐，在下落的最后階段，受到的空氣阻力最大．
C．為了驗(yàn)證猜想③，該小組的同學(xué)應(yīng)該選擇圖丁中a和c（選填“a”、“b”、“c”）兩個(gè)形狀的紙片，制作成錐角不同（選填“相同”或“不同”）紙錐，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)，紙錐的質(zhì)量不同，由圖象可分析出三者的最后速度不同，從而可判斷出最大速度與紙錐質(zhì)量的關(guān)系；
（2）開(kāi)始圖象為曲線，速度隨時(shí)間變化，最后圖象為直線，說(shuō)明速度不隨時(shí)間變化，從而可得出結(jié)論；
（3）根據(jù)圖象分析，最后速度時(shí)間圖象為直線，可知為勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)紙錐所受阻力與重力平衡，大小相等，由圖象可分析出阻力的大�。�
（4）要驗(yàn)證最大速度與紙錐錐角的關(guān)系，應(yīng)改變錐角大小，保持其它量不變．

解答 解：（1）由題意知，三次實(shí)驗(yàn)紙錐的質(zhì)量在增大，由圖象知，三次實(shí)驗(yàn)的最大速度不同，可知紙錐下落的最大速度與紙錐的質(zhì)量有關(guān)；
（2）對(duì)于圖象1或2或3，開(kāi)始一段較短的時(shí)間內(nèi)，圖象為曲線，說(shuō)明速度隨時(shí)間變化，可知當(dāng)下落距離較小時(shí)，紙錐下落的最大速度與下落的距離無(wú)關(guān)；
當(dāng)下落距離較大時(shí)，路程時(shí)間圖象為直線，可知速度不隨路程的變化而變化，說(shuō)明此時(shí)最大速度與路程無(wú)關(guān)；
（3）由圖象知，最后圖象為一條直線，說(shuō)明紙錐在下落的最后階段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)重力與阻力平衡，圖象3紙錐的質(zhì)量最大，則重力最大，可知阻力最大；
要驗(yàn)證猜想③，紙錐下落的最大速度與紙錐的錐角大小的關(guān)系，應(yīng)使紙錐錐角大小不同，其它因素相同，所以應(yīng)選擇a和c兩個(gè)形狀的紙片，而b紙片相比大小不同．
故答案為：（1）①；紙錐下落的最大速度與紙錐的質(zhì)量有關(guān)；（2）有關(guān)；無(wú)關(guān)；（3）勻速直線；圖線3；（4）a和c；不同．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查我們對(duì)于圖象的分析能力，這是我們初中學(xué)生必須掌握的一個(gè)能力．此題的難點(diǎn)在于第三小題，我們要根據(jù)圖象找出相同時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的距離，然后比較速度．