Question

14．伽利略在《兩種新科學(xué)的對話》一書中，提出猜想：物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運(yùn)動，同時他還實驗驗證了該猜想．某小組依據(jù)伽利略描述的實驗方案，設(shè)計了如圖（a）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．實驗操作步驟如下：

①讓滑塊從離擋板某一距離S處由靜止沿某一傾角θ的斜面下滑，并同時打開裝置中的閥門，使水箱中的水流到量筒中；
②當(dāng)滑塊碰到擋板的同時關(guān)閉閥門（假設(shè)水流出均勻穩(wěn)定）；
③記錄下量筒收集的水量V；
④改變滑塊起始位置離擋板的距離S，重復(fù)以上操作；
⑤測得的數(shù)據(jù)見表格．

次數(shù)		2	3	4	5	6
s（m）	4.5	3.9	3.0	2.1	1.5	0.9
V（ml）	90	84		62	52	40

（1）（單選題）該實驗利用量筒中收集的水量來表示C
A．水箱中水的體積      B．水從水箱中流出的速度
C．滑塊下滑的時間       D．滑塊下滑的位移
（2）小組同學(xué)漏填了第3組數(shù)據(jù)，實驗正常，你估計這組水量 V=75mL（請保留兩位有效數(shù)字）
（3）（單選題）下面說法中不屬于該實驗誤差來源的是C．
A．水從水箱中流出不夠均勻穩(wěn)定
B．滑塊開始下滑和開始流水不同步
C．選用的斜面不夠光滑
D．選用了內(nèi)徑較小的量筒
（4）（單選題）伽利略在自由落體運(yùn)動的研究中，其科學(xué)研究方法的核心是C
A．把提出問題和大膽猜想結(jié)合 起來
B．把提出問題和實驗研究結(jié)合起來
C．把實驗研究和邏輯推理結(jié)合起來
D．把實驗研究和大膽猜想結(jié)合起來．

Answer 1

分析 （1）關(guān)于初速度為零的勻變速運(yùn)動，位移與時間的二次方成正比，由于水是均勻穩(wěn)定的流出，水的體積和時間成正比，所以該實驗只要驗證位移與體積的二次方是否成正比，就可驗證該運(yùn)動是否勻變速直線運(yùn)動．
（2）根據(jù)位移和速度的關(guān)系求出水量；
（3）根據(jù)實驗分析實驗中誤差存在的原因；
（4）明確本實驗中所采用的物理方法，知道實驗與邏輯的結(jié)合方法的應(yīng)用．

解答 解：（1）關(guān)于初速度為零的勻變速運(yùn)動，位移與時間的二次方成正比，由于水是均勻穩(wěn)定的流出，水的體積和時間成正比，所以量筒中收集的水量可以間接的測量時間．
故選：C．
（2）該運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動，位移與時間的二次方是成正比，即位移與體積的二次方是成正比．
小組同學(xué)漏填了第3組數(shù)據(jù)，實驗正常，由位移和體積關(guān)系可知，這組水量V=75mL；
（3）本實驗誤差的主要來源有：水從水箱中流出不夠穩(wěn)定，還可能來源于距離測量的不準(zhǔn)確，滑塊開始下滑和開始流水不同步．選用了內(nèi)徑較大的量筒．
故選：C．
（4）本實驗有機(jī)地將實驗研究和邏輯結(jié)合在一起進(jìn)行分析，從而得出了最終的結(jié)論，故C正確．
故答案為：（1）C； （2）75；（3）C；（4）C．

點評 解決該問題的關(guān)鍵把時間轉(zhuǎn)化為水量，因為流入量筒水的量與時間成正比．同時注意體會伽利略在研究運(yùn)動中所采用的基本方法，體會邏輯的力量．