Question

2．小明用繩子拉著一個(gè)小球在光滑的水平桌面做圓周運(yùn)動(dòng)，他猜想繩子拉力大小與小球的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，于是他改用一根橡皮筋連接小球，讓小球在光滑的水平桌面上以一定速度做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示．實(shí)驗(yàn)時(shí)多次改變小球的運(yùn)動(dòng)速度，記錄現(xiàn)象如下表．請(qǐng)你解答下列問題：

小球質(zhì)量/g	小球速度	橡皮筋長(zhǎng)度/cm
15	慢	10
15	較快	15
15	很快	18

（1）小球在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受力情況是非平衡力（選填“平衡力”、“非平衡力”）；實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋突然斷裂，小球?qū)⒃谧烂嫔献鰟蛩僦本�運(yùn)動(dòng)（填“勻速圓周”、“勻速直線”、“變速直線”）；
（2）分析表格中的數(shù)據(jù)，小明可以得出的結(jié)論是：小球的運(yùn)動(dòng)速度越大，橡皮筋的伸長(zhǎng)就越長(zhǎng)；
（3）實(shí)驗(yàn)用橡皮筋代替繩子的目的是通過橡皮筋的伸長(zhǎng)來比較拉力的大��；
（4）小明查閱資料后知道做圓周運(yùn)動(dòng)的小球受到的拉力與小球的運(yùn)動(dòng)速度、小球的質(zhì)量以及圓周的半徑有關(guān)．據(jù)此，當(dāng)他在探究“做圓周運(yùn)動(dòng)的小球受到的拉力與小球的運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系”時(shí)．他認(rèn)為用橡皮筋代替繩子存在明顯的缺陷，缺陷是實(shí)驗(yàn)中小球速度和圓周半徑都在發(fā)生改變．

Answer 1

分析 解決本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是知道力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，探究繩子的拉力與小球的運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系，利用控制變量法進(jìn)行研究．

解答 解：（1）當(dāng)小球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向時(shí)刻改變，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變，所以受到的力不是平衡力；實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋突然斷裂，由牛頓第一定律可知，小球?qū)⒃谧烂嫔献鰟蛩僦本�運(yùn)動(dòng)；
（2）從表格的數(shù)據(jù)可以看出：小球的運(yùn)動(dòng)速度越大，那么橡皮筋的伸長(zhǎng)就越長(zhǎng)；
（3）小明用橡皮筋替代繩子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是通過橡皮筋的伸長(zhǎng)來比較拉力的大��；
（4）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用控制變量法，控制圓周半徑保持不變，故明顯的缺陷是：實(shí)驗(yàn)中小球的速度和圓周半徑都在發(fā)生改變．
故答案為：（1）非平衡力；勻速直線；（2）小球的運(yùn)動(dòng)速度越大，橡皮筋的伸長(zhǎng)就越長(zhǎng)；（3）通過橡皮筋的伸長(zhǎng)來比較拉力的大��；（4）實(shí)驗(yàn)中小球速度和圓周半徑都在發(fā)生改變．

點(diǎn)評(píng) 解決此類題目要知道力可以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變及速度的變化是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，學(xué)會(huì)利用控制變量法研究問題．