Question

5．用繩子拉著一個小球在光滑的水平桌面做圓周運(yùn)動，繩子拉力大小與什么因素有關(guān)？小明認(rèn)為與小球的運(yùn)動速度有關(guān)．于是他用一根橡皮筋連接一個小球，讓小球在光滑的水平桌面上以一定速度作圓周運(yùn)動（如圖所示）．改變小球的運(yùn)動速度，做幾次實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象如表．

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

（1）小球在桌面作圓周運(yùn)動時，其運(yùn)動狀態(tài)一定（可能/一定/一定不）改變，此時小球受的一定不（同上）是平衡力．
（2）表格中所缺數(shù)據(jù)是15，從表格的數(shù)據(jù)可以看出：小球的運(yùn)動速度越大，那么橡皮筋的伸長就越大（大/�。�．
（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來比較拉力的大小．
（4）小華查閱資料后知道作圓周運(yùn)動的小球受到的拉力與小球的運(yùn)動速度、小球的質(zhì)量以及圓周的半徑有關(guān)．據(jù)此，小華認(rèn)為用橡皮筋代替繩子存在著明顯的缺陷，請說出理由．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 （1）解決本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是知道力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)，運(yùn)動狀態(tài)的改變包括運(yùn)動速度和運(yùn)動方向的改變；物體在平衡力的作用下會處于平衡狀態(tài)，即物體總保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)；
（2）根據(jù)控制變量法分析表中所缺數(shù)據(jù)；分析表中數(shù)據(jù)，得出橡皮筋的伸長與小球運(yùn)動速度的關(guān)系，橡皮筋的伸長程度反映了拉力的大小；
（3）橡皮筋具有彈性，受力是形狀改變明顯，并且能從形變的大小上判斷出拉力的大��；
（4）采用控制變量法研究實(shí)驗(yàn)時，一定要控制其余因素，只改變需要研究的因素．

解答 解：
（1）小球在水平面內(nèi)做的圓周運(yùn)動，它的運(yùn)動方向時刻在發(fā)生改變，即它的運(yùn)動狀態(tài)在時刻改變，所以小球一定受到非平衡力的作用；
（2）實(shí)驗(yàn)中使用同一小球，是為了保證小球質(zhì)量不變，所以表中所缺數(shù)據(jù)為15g；
從表格的數(shù)據(jù)可以看出：小球的運(yùn)動速度越大，那么橡皮筋的伸長就越長，橡皮筋受到的拉力也就越大；
（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來比較拉力的大小；
（4）做勻速圓周運(yùn)動的小球受到的拉力除與小球的運(yùn)動速度有關(guān)外，還與小球的質(zhì)量以及圓周的半徑有關(guān)，當(dāng)研究與速度的關(guān)系時，應(yīng)當(dāng)控制小球的質(zhì)量和圓周半徑不變，但實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的長度改變，圓周半徑在發(fā)生改變．
故答案為：（1）一定；一定不；（2）15；大；（3）通過橡皮筋的伸長來比較拉力的大小；（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 解決此類題目要知道力可以運(yùn)動狀態(tài)的改變及速度的變化是運(yùn)動狀態(tài)的改變，學(xué)會利用控制變量法研究問題．