Question

为比较纸锥下落快慢，小明按图甲所示的两个等大的圆纸片，其中一个圆纸片被剪去圆心角比另一个大，再分别粘贴成图乙所示的两个锥角不等的纸锥．

（1）将两个纸锥拿到同一高度同时释放．小明测得锥角大的纸锥下落到地面的时间为10s，如图丙所示是小华测出的锥角小的纸锥下落到同一地面的时间，应为

 

s，通过比较可得锥角小的纸锥下落得快，判断根据是

 

．
（2）小明为继续探究测出小纸锥下落时的规律，用每隔0.2s曝光一次的闪光照相机拍下了一组照片如图丁所示，由此可以判断纸锥下落的速度变化情况是

 

（选填“不变”、“先变大后不变”或“一直变大”）．若测得纸锥在A、B两位置间的实际距离为8.40cm，则此过程中，纸锥下落的最大速度为

 

m/s．
（3）小组间交流时，发现不同小组测得不同纸锥下落的最大速度不同．为此提出了下列猜想：
猜想一：影响纸锥下落的最大速度可能与纸锥的锥角的大小有关
猜想二：影响纸锥下落的最大速度可能与纸锥的质量的大小有关
①小明用（1）提供的实验事实，得出：锥角小的纸锥下落速度大．对此，你认为小明所得的结论

 

（选填“是”、“不”）可靠的，你判断的依据是

 

．要科学地探究纸锥下落的最大速度与纸锥的锥角的大小关系，你的改进方法是

 

．
②为了验证猜想二，简要的做法是

 

．
判断方法是

 

．

Answer 1

分析：（1）秒表分针与秒针示数之和是秒表示数；根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论．
（2）从纸锥下落的图中可以看出，在相同时间间隔内，纸锥照片间隔距离越近说明速度越慢，相反，说明速度越快，如果间隔距离不变，则说明是在匀速下落．再根据AB间的距离和时间，利用公式v=

s

t

可求出纸锥下落的速度．
（3）探究速度与锥角的关系应控制纸锥的质量与形状相同而锥角不同；探究速度与质量的关系，应控制纸锥的形状与锥角相等而质量不同，据此分析答题．

解答：解：（1）由图丙所示秒表可知，分针示数为0，秒针示数为6s，则秒表示数为6s，纸锥下落时间为6s；由实验可知，两纸锥下落时通过的路程相同，锥角小的纸锥所以时间短，锥角小的纸锥运动的快，由此可得：通过相同路程，锥角小的纸锥用的时间少，运动得快．
（2）从图中可以看出，同样在间隔时间为0.2s时，纸锥下落的距离先小后大，最后保持不变，因此，也说明其速度的变化应该是先变大后不变的．从图中A位置到B位置，照相机共曝光2次，距离为8.40cm，故其速度v=

s

t

=

0.0840m

2×0.2s

=0.21m/s．
（3）①实验（1）中没有控制纸锥的质量相等，因此不能得出：锥角小的纸锥下落速度大，小明所得的结论是不可靠的，要科学地探究纸锥下落的最大速度与纸锥的锥角的大小关系，应该：用质量和半径相同，锥角不同的两个纸锥做实验．
②为了验证猜想二：“影响纸锥下落的最大速度可能与纸锥的质量的大小有关”，应该：选择形状相同、质量不同的纸锥竖直下落，分别测出它们的最大速度．如果：如果质量不同的纸锥速度相同，说明最大速度与质量无关，如果质量不同的纸锥速度不同，说明最大速度与质量有关．
故答案为：（1）6；通过相同路程，锥角小的纸锥用的时间少，运动得快；（2）先变大后不变；0.21；
（3）不；没有控制纸锥的质量相等；用质量和半径相同，锥角不同的两个纸锥做实验；
（4）选择形状相同、质量不同的纸锥竖直下落，分别测出它们的最大速度；如果质量不同的纸锥速度相同，说明最大速度与质量无关，如果质量不同的纸锥速度不同，说明最大速度与质量有关．

点评：在本实验的探究中，主要运用了控制变量的研究方法，同时还考查了运动快慢的比较，速度公式的简单计算，以及如何解决实验中遇到的现实问题等，对我们的能力是一个很好的锻炼．