Question

【題目】在做研究“充水玻璃管中氣泡的運動規律”實驗時，小明取長50cm的細玻璃管注滿水，管中留一個小氣泡，將玻璃管反轉后，觀察氣泡的運動情況，如圖所示．
（1）小明將實驗所測得的數據記錄在表一中，請你在圖的坐標中畫出s-t圖象．

（2）從實驗數據和所畫的圖象，小明認為：小氣泡所做的是勻速直線運動，他判斷的依據是：,可求出小氣泡上升時的速度為 cm/s．
（3）小明換用粗玻璃管又做了2組實驗，數據記錄如下表所示．

分析數據可知：（大/小）氣泡運動較快．由于氣泡上升較快，會造成時間的測量難度較大，為了解決這一困難，根據小明的實驗數據，請你提出一點建議： ．
（4）本次實驗中，小明還發現，玻璃管與水平成60°角放置，管中氣泡的上升要比豎直放置快一些；而當玻璃管水平放置時，氣泡幾乎不動．
①根據此現象你猜測：隨傾斜角度的增大，氣泡上升速度的大小將 ．
②玻璃管與水平方向夾角α成60°角放置時，氣泡速度是不是最大呢？為了驗證此猜想，他該如何操作？

Answer 1

【答案】
（1）解：如圖所示：

（2）s與t成正比,2
（3）大,使氣泡更小點
（4）先變快后變慢,在60°附近多取幾個α值,測出對應時間,比較速度大小得出結論
【解析】解：（1）橫坐標軸每小格表示1s，將表一中的坐標點（0，0），（5.1，10），（10，20），（14.9，30），（20，40）在s-t坐標系中逐一描出，連接各點即為氣泡運動的s-t圖象，如圖：

；
（2）從數據和圖象上可以看出，氣泡每5s通過的路程均為10cm，即在相等的時間內通過的路程相等，所以氣泡做的是勻速直線運動，小氣泡上升的速度是v=s/t=10cm/5s=2cm/s；
（3）從表格中數據可以看出，在運動路程20cm、40cm、60cm、80cm時，大氣泡用的時間較短，所以大氣泡運動的較快；由于氣泡上升較快，會造成時間的測量誤差較大，所以應盡量的選較小的氣泡進行試驗，以減小時間測量上的誤差；
（4）①玻璃管與水平成60°角放置，管中氣泡的上升要比豎直放置快一些，說明玻璃管由豎直位置傾斜過程中，運動速度變大了，到水平位置，氣泡幾乎不動，說明運動速度又變小，可得隨傾斜角度的增大，氣泡上升速度的大小將先變大后變小；

②為了驗證玻璃管與水平方向夾角α成60°角放置時，氣泡速度是不是最大，他該在60°附近多取幾個α值，測出對應時間，比較速度大小得出結論.
故答案為：（1）；（2）s與t成正比，2；（3）大，使氣泡更小點；（4）先變快后變慢；在60°附近多取幾個α值，測出對應時間，比較速度大小得出結論。
（1）根據表格中提供的數據，利用描點法畫出圖像；（2）根據表中的提供的數據分析知在相等的時間內通過的路程相等；（3）根據表中的數據分析知大氣泡和小氣泡通過相同的路程大氣泡所用的時間短；（4）根據“玻璃管與水平成60°角放置，管中氣泡的上升要比豎直放置快一些；而當玻璃管水平放置時，氣泡幾乎不動”分析。