Question

小明同学在研究“动能大小与哪些因素有关”的实验中对小球在斜面上的运动状况很感兴趣，于是他找来频闪照相机对小球在斜面及其运动到光滑的水平面时的情况进行拍照，每隔0.1s的时间曝光一次，如图是小明做三次实验的示意图，请根据图示回答下列问题．

（1）如图（a）小球从A点运动到D点，平均速度为______m/s，小球在斜面上运动速度越来越______（选填“大”或“小”），在水平面上的运动______（选填“是”或“不是”）匀速直线运动．
（2）如图（b）所示，小明再换用质量较大的球重做实验，比较图（a）和图（b），你可以得出结论：______．
（3）小明又将图（a）实验用的小球放在　 10.0cm处，自由释放小球，拍摄出如图（c）所示的照片，比较图（a）和图（c），得出结论：______．

Answer 1

解：
（1）①由图知A与D间有3个间隔，则小球从A点运动到D点的时间t=3×0.1s=0.3s．
由图可知，A与D间的距离s=30cm，则平均速度．v===100cm/s=1m/s．
②图上每相邻两幅照片的时间间隔t相等，由图可知，在斜面运动过程中，两相邻小球间的距离s越来越大，由v=，知小球的速度越来越大．
③在水平面运动过程中，两相邻小球间距离s不变，，可知小球速度不变．
（2）通过对比图（a）和（b）可知，控制相同的量是斜面和高度，不同的量是小球的质量，发现水平面上两球运动速度相同．
（3）通过对比图（b）和（c）可知，控制相同的量是小球质量和斜面，不同的量是高度，发现高度高的水平面上运动速度大．
故答案为：
（1）1m/s；大；是．
（2）不同质量的小球在同一斜面、同一高度自由释放，到达水平面时的速度相同．
（3）相同质量的小球在同一斜面、不同高度自由释放，到达水平面时的速度不同．
分析：（1）照相机每隔0.1s拍摄一次，求出小球在两位置的照片间隔数，可求出时间t；图上每相邻两幅照片的时间间隔相等，由相邻照片间的距离大小可算小球运动速度，比较运动快慢．
（2）图（a）和（b）中小球所处的高度相同，两球的质量不同，因此是研究速度与质量的关系，结合两球的运动情况进行判断．
（3）图（b）和（c）中小球质量相同，所处的高度不同，因此是研究速度与所在斜面高度的关系，结合两球运动情况进行判断．
点评：（1）本实验课题并不是研究动能的影响因素，而是研究小球在斜面和平面上的运动情况，故说结论时要注意方向．
（2）描述实验结论时，要注意控制变量的思想，即“在什么条件一定时”得到的结论．