Question

3．小明的爸爸準(zhǔn)備購(gòu)買一輛SUV型（運(yùn)動(dòng)型多用途）轎車，可是上網(wǎng)搜索后有人說這種車重心較高，汽車容易翻倒．小明有些懷疑，通過觀察家里臺(tái)燈、照相機(jī)三腳架的穩(wěn)度（即穩(wěn)定性）后，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：如圖1所示，他首先制作了如圖2的甲、乙、丙、丁四塊重相同、除甲底面積較大外其他外形完全相同、重心高低不同的圓柱體，然后將它們依次放在木板上（物體不滑動(dòng)），慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)木板，直至圓柱體翻到，記錄此時(shí)木板轉(zhuǎn)過的角度θ，記錄結(jié)果如下表：

試驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4
重心離支持面高度	低	低	中	高
物體剛好翻到時(shí)轉(zhuǎn)過的角度θ	最大	大	較大	小
穩(wěn)度	最大	大	較大	小

（1）小明是通過物體剛好翻倒時(shí)木板轉(zhuǎn)過的角度θ來判斷物體的穩(wěn)度．
（2）分析數(shù)據(jù)2、3、4（填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號(hào)）可以得到穩(wěn)度與重心高低之間的關(guān)系．
（3）分析小明的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)物體的穩(wěn)度還與物體的底面積大小有關(guān)．
（4）設(shè)汽車車輪和地面的四個(gè)接觸點(diǎn)圍成的四邊形的面積為S，汽車的重心離地面高度為h，現(xiàn)有汽車甲和乙，它們的重G相同，結(jié)合小明的探究結(jié)果，你認(rèn)為可以通過簡(jiǎn)單比較$\frac{s}{h}$或$\frac{h}{S}$（寫出表達(dá)式）就可以初步比較甲、乙兩輛汽車的穩(wěn)度．
（5）依據(jù)以上結(jié)論：卡車裝貨時(shí)，應(yīng)把重的貨物裝在下層（選填“上”或“下”），可使貨物不易翻倒．
（6）小明完成上述探究后，又提出了下列幾個(gè)問題，對(duì)SUV型汽車生產(chǎn)廠家來說，最有研究?jī)r(jià)值的問題是A．
A．是否可以通過加大車輪間距離提高穩(wěn)度 　　　B．如何降低用戶的成本
C．穩(wěn)度是否與汽車車重有關(guān) 　　　　　　　　　D．如何提高大家的科學(xué)素養(yǎng)．

Answer 1

分析 穩(wěn)度是指物體處于平衡狀態(tài)的穩(wěn)定程度，穩(wěn)度的大小由物體重心的高度和支撐面的大小決定．重心低，支撐面大的物體穩(wěn)度大，反之則穩(wěn)度�。�所謂支撐面大小是指物體各接觸部分所圍成的面積．本題通過實(shí)驗(yàn)探究和生活事實(shí)驗(yàn)證了影響穩(wěn)度的這兩個(gè)因素．

解答 解：
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或數(shù)據(jù)表可以知道，圓柱體剛好翻倒時(shí)轉(zhuǎn)過的角度越小，說明越容易翻倒，即穩(wěn)定程度��；
（2）探究穩(wěn)度大小與重心高低關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)控制物體所受的重力大小和支持面的大小不變，改變重心高度，所以要分析2，3，4次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
（3）分析1，2兩次實(shí)驗(yàn)可知，甲乙圓柱體重力相同、中心高度相同，但甲圓柱體底面積大，穩(wěn)度高，所以物體的穩(wěn)度還與物體的底面積的大小有關(guān)；
（4）通過4次實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，物體的穩(wěn)度與物體的底面積S和重心的高度h有關(guān)，物體的底面積越大、重心的高度越小，穩(wěn)度越大．即S和h的大小對(duì)穩(wěn)度的影響是相反的．所以我們可以通過簡(jiǎn)單比較$\frac{s}{h}$或$\frac{h}{S}$，就可以初步比較甲、乙兩輛汽車的穩(wěn)度；
（5）依據(jù)以上結(jié)論，卡車裝貨時(shí)，應(yīng)把重的貨物裝在下層，這樣可以降低重心，提高穩(wěn)度；
（6）因?yàn)樾∶鞯奶骄渴顷P(guān)于穩(wěn)度的探究，所以通過上述對(duì)穩(wěn)度的探究后，對(duì)SUV型汽車生產(chǎn)廠家來說，最有研究?jī)r(jià)值的問題應(yīng)該是否可以通過加大車輪間距離提高穩(wěn)度．
故答案為：（1）物體剛好翻倒時(shí)木板轉(zhuǎn)過的角度θ；（2）2、3、4；（3）物體的底面積大�。唬�4）$\frac{s}{h}$或$\frac{h}{S}$；（5）下；（6）A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了穩(wěn)度和提高穩(wěn)度的方法以及控制變量法的應(yīng)用，并能聯(lián)系中生活實(shí)際解決有關(guān)問題．