Question

【題目】伽利略在《兩種新科學(xué)的對話》一書中，討論了自由落體運(yùn)動(dòng)和物體沿斜面運(yùn)動(dòng)的問題，提出了這樣的猜想：物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)他還運(yùn)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其猜想。某校物理興趣小組依據(jù)伽利略描述的實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

【1】實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從某一高度由靜止沿斜面下滑，并同時(shí)打開裝置中的閥門，使水箱中的水流到量筒中；當(dāng)滑塊碰到擋板的同時(shí)關(guān)閉閥門（整個(gè)過程中水流可視為均勻穩(wěn)定的）。改變滑塊起始位置的高度，重復(fù)以上操作。該實(shí)驗(yàn)探究方案是利用量筒中收集的水量來測量 的。

【2】下表是該小組測得的有關(guān)數(shù)據(jù)，其中S為滑塊從斜面的不同高度由靜止釋放后沿斜面下滑的距離，y為相應(yīng)過程量筒收集的水量。分析表中數(shù)據(jù)，根據(jù) ，可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)論。

【3】本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源有：水從水箱中流出不夠穩(wěn)定，還可能來源于 等。（只要求寫出一種）

Answer 1

【答案】時(shí)間 在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，是一常數(shù) 斜面摩擦不均勻(或水量測量不準(zhǔn)確、滑塊開始下滑和開始流水不同步、滑塊停止下滑和停止流水不同步等.)

【解析】

關(guān)于初速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間的二次方成正比，由于水是均勻穩(wěn)定的流出，水的體積和時(shí)間成正比，所以該實(shí)驗(yàn)只要驗(yàn)證位移與體積的二次方是否成正比，就可驗(yàn)證該運(yùn)動(dòng)是否勻變速直線運(yùn)動(dòng)．

（1）關(guān)于初速度為零的勻變速運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間的二次方成正比，由于水是均勻穩(wěn)定的流出，水的體積和時(shí)間成正比，所以量筒中收集的水量可以間接的測量時(shí)間．（2）驗(yàn)證該運(yùn)動(dòng)是否勻變速直線運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵看位移與時(shí)間的二次方是否成正比，即看位移與體積的二次方是否成正比．所以根據(jù)在誤差的范圍內(nèi)是一常數(shù)，可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)論．（3）本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源有：斜面摩擦不均勻(或水量測量不準(zhǔn)確、滑塊開始下滑和開始流水不同步、滑塊停止下滑和停止流水不同步等.)