【分析】
首先分析第(1)问:探究气泡运动规律时,气泡从静止开始运动,初始阶段做加速运动,未进入匀速状态,因此计时起点O离玻璃管底部一段距离,是为了让气泡运动稳定后(做匀速运动)再计时,方便研究其运动规律;实验中每隔2s拍摄一次,即控制时间相同,通过比较相同时间内气泡运动的路程来比较快慢;气泡运动越慢,相同时间内的路程变化越明显,测量时间的误差越小,因此应让气泡慢些运动。
第(2)问:读取刻度尺时,先确定分度值为1mm,照片中气泡2s内从1.00cm处运动到2.00cm处,距离为1.00cm;结合气泡实际长度与刻度比例,计算得实际2s内运动路程为2.50cm;平均速度用实际路程除以时间,换算单位后得到0.0125m/s。
第(3)问:钢珠下落速度越来越快,即s-t图像的斜率(速度)逐渐增大,对应图乙中向上弯曲的曲线②,因为曲线①斜率逐渐减小,代表速度减小的运动。
【解析】
(1) 气泡从静止开始运动,初始阶段做加速运动,计时起点O离玻璃管底部一段距离,可让气泡运动稳定后(做匀速运动)再计时,方便研究其运动规律;实验中每隔2s拍摄一次,控制时间相同,通过比较相同时间内气泡运动的路程来比较快慢;气泡运动越慢,相同时间内的路程变化越大,测量时间的误差越小,因此应使气泡在管内慢地运动。
(2) 刻度尺分度值为1mm,照片中气泡2s内运动的距离:$ s_{照片}=2.00\,\mathrm{cm}-1.00\,\mathrm{cm}=1.00\,\mathrm{cm} $;结合气泡实际长度与刻度比例,实际2s内运动的路程$ s_{实际}=2.50\,\mathrm{cm} $;平均速度$ v=\frac{s_{实际}}{t}=\frac{2.50\,\mathrm{cm}}{2\,\mathrm{s}}=1.25\,\mathrm{cm/s}=0.0125\,\mathrm{m/s} $。
(3) 钢珠下落速度越来越快,s-t图像的斜率(速度)逐渐增大,对应图乙中的曲线②(曲线①斜率逐渐减小,速度减小)。
【答案】
(1) 气泡从静止开始运动,在开始运动的很短时间内是做加速运动;用相同时间比路程的方法;慢
(2) 1.00;2.50;0.0125
(3) ②
【知识点】
运动的快慢;s-t图像;平均速度
【点评】
本题通过探究气泡运动规律,考查了实验设计思路、刻度尺读数、平均速度计算及s-t图像分析,注重对实验过程和物理规律的理解,需要结合实验细节与图像特点分析问题。
【难度系数】
0.5