实验小组的同学想研究玻璃管中气泡上升时的运动规律,小明的实验方法如下:
① 在内径为1 cm、长为50 cm的玻璃管中注满油,管中留一个小气泡;
② 在玻璃管的最下端用橡皮筋做上记号,作为“0”位置,然后从“0”位置开始每隔10 cm用橡皮筋依次做记号;
③ 先将玻璃管翻转,玻璃管的“0”位置在上,并使气泡停在最上端,然后迅速将玻璃管翻转并竖直放置,如图甲所示,观察气泡的运动情况;
④ 当气泡在“0”位置时按下秒表,依次记录气泡通过10 cm、20 cm、30 cm、40 cm的位置时所用的时间。
【实验操作设问】
(1)实验过程中,小明需要用到的测量工具是
(2)玻璃管刚翻转过来,气泡到“0”位置,在最下端,小明就立刻按秒表开始计时。请你帮助小明改进实验方案:
(3)实验小组的同学在讨论实验方案时,提出了以下方案:
方案一:测量气泡从“0”点运动到10 cm、20 cm、30 cm和40 cm处所用的时间;
方案二:测量气泡从计时开始2 s、4 s、6 s和8 s所通过的距离。
在现有实验器材基础上,你认为方案
【能力提升设问】
(4)为了判断气泡是否做匀速直线运动,需要测量气泡运动的路程和时间,为便于测量,应使气泡运动得较
(5)数据处理 小明同学改进方案后,把测得的数据记录在表中,
请根据数据判断玻璃管中气泡上升时的速度是
【拓展创新设问】
(6)装置改进 在“研究气泡的运动速度”演示实验中,王老师为了方便所有学生观察现象并进行计时,对实验进行了改进。如图乙所示,在玻璃管右侧每隔10 cm间距放置一支激光笔,当气泡运动到激光光束照射的位置时,按下秒表计时,同时观察到玻璃管左侧的光束发生抖动。
① 为了便于开始计时,计时起点

② 小苏发现气泡运动太快,来不及计时,下列改进措施中最合理的是
A. 换更长的玻璃管
B. 换更粗的玻璃管
C. 将原玻璃管倾斜一定的角度
③ 小苏改进实验方案后,在下表中记录气泡运动的路程和时间,请根据表中数据在图丙中画出气泡运动的s-t图像;可知气泡在相等的时间内通过的路程

(7)延伸探究 在做“研究气泡的运动速度”实验时,小亮在细玻璃管中注入水,管中留一个气泡,将玻璃管翻转后,观察气泡的运动情况,如图丁所示。

气泡运动的快慢与哪些因素有关呢?他作出了如下猜想:
猜想一:气泡运动的快慢与气泡的大小有关;
猜想二:气泡运动的快慢与玻璃管的倾角有关。
为便于研究,在玻璃管上做记号A、B,测出气泡经过AB段的时间t,数据记录如下表。

分析表中的数据,可以发现气泡运动的快慢随倾角变化的关系是
① 在内径为1 cm、长为50 cm的玻璃管中注满油,管中留一个小气泡;
② 在玻璃管的最下端用橡皮筋做上记号,作为“0”位置,然后从“0”位置开始每隔10 cm用橡皮筋依次做记号;
③ 先将玻璃管翻转,玻璃管的“0”位置在上,并使气泡停在最上端,然后迅速将玻璃管翻转并竖直放置,如图甲所示,观察气泡的运动情况;
④ 当气泡在“0”位置时按下秒表,依次记录气泡通过10 cm、20 cm、30 cm、40 cm的位置时所用的时间。
【实验操作设问】
(1)实验过程中,小明需要用到的测量工具是
刻度尺
和秒表。(2)玻璃管刚翻转过来,气泡到“0”位置,在最下端,小明就立刻按秒表开始计时。请你帮助小明改进实验方案:
等气泡运动稳定后再开始计时
。(3)实验小组的同学在讨论实验方案时,提出了以下方案:
方案一:测量气泡从“0”点运动到10 cm、20 cm、30 cm和40 cm处所用的时间;
方案二:测量气泡从计时开始2 s、4 s、6 s和8 s所通过的距离。
在现有实验器材基础上,你认为方案
一
更方便搜集数据。【能力提升设问】
(4)为了判断气泡是否做匀速直线运动,需要测量气泡运动的路程和时间,为便于测量,应使气泡运动得较
慢
(选填“快”或“慢”)。(5)数据处理 小明同学改进方案后,把测得的数据记录在表中,
请根据数据判断玻璃管中气泡上升时的速度是
0.1
m/s。【拓展创新设问】
(6)装置改进 在“研究气泡的运动速度”演示实验中,王老师为了方便所有学生观察现象并进行计时,对实验进行了改进。如图乙所示,在玻璃管右侧每隔10 cm间距放置一支激光笔,当气泡运动到激光光束照射的位置时,按下秒表计时,同时观察到玻璃管左侧的光束发生抖动。
① 为了便于开始计时,计时起点
不能
(选填“能”或“不能”)选在玻璃管底部;图甲中当气泡穿过某一束激光时,玻璃管左侧光束将会因气泡的运动而先向上后向下
(选填“向上”“向下”“先向上后向下”或“先向下后向上”)抖动,再恢复水平。② 小苏发现气泡运动太快,来不及计时,下列改进措施中最合理的是
C
。A. 换更长的玻璃管
B. 换更粗的玻璃管
C. 将原玻璃管倾斜一定的角度
③ 小苏改进实验方案后,在下表中记录气泡运动的路程和时间,请根据表中数据在图丙中画出气泡运动的s-t图像;可知气泡在相等的时间内通过的路程
近似相等
(选填“近似相等”或“不相等”),从而判断气泡做匀速直线
运动。(7)延伸探究 在做“研究气泡的运动速度”实验时,小亮在细玻璃管中注入水,管中留一个气泡,将玻璃管翻转后,观察气泡的运动情况,如图丁所示。
气泡运动的快慢与哪些因素有关呢?他作出了如下猜想:
猜想一:气泡运动的快慢与气泡的大小有关;
猜想二:气泡运动的快慢与玻璃管的倾角有关。
为便于研究,在玻璃管上做记号A、B,测出气泡经过AB段的时间t,数据记录如下表。
分析表中的数据,可以发现气泡运动的快慢随倾角变化的关系是
气泡大小相同时,随着倾角变大,气泡运动的速度先变大后变小
。为了探究气泡运动的快慢与气泡大小的关系,小亮通过测算作出了三组气泡的速度v与气泡长度l的关系图像,如图戊所示,其中图线c
(选填“a”“b”或“c”)表示的是倾角为45°时气泡的运动规律。答案:
(1)刻度尺
(2)等气泡运动稳定后再开始计时
(3)一
(4)慢
(5)0.1
(6)① 不能 先向上后向下
② C
③
近似相等 匀速直线
(7)气泡大小相同时,随着倾角变大,气泡运动的速度先变大后变小 c
解析:(6) ① 开始一段时间内气泡运动不稳定,且不便于计时,所以计时起点不能选择在玻璃管底部;气泡与周围的水构成凹透镜,由凹透镜对光有发散作用可知,激光笔射出的光束照射到运动的气泡上时,光束将先向上后向下抖动,再恢复水平。② 换更长的玻璃管,不会改变气泡运动的速度,故A不合理;换更粗的玻璃管,气泡运动的速度变快,故B不合理;原玻璃管处于竖直状态,将玻璃管倾斜一定的角度,气泡的速度将变慢,故C合理。③ 由图像可知,气泡在相等的时间内通过的路程近似相等,可判断气泡运动的路程和时间近似成正比,则气泡做匀速直线运动。(7) 分析表中数据可知,气泡大小相同时,当倾角变大,气泡运动的时间先变短后变长,则气泡运动的速度随倾角的变大先变大后变小;由表可知,当倾角为45°时,气泡运动的速度最大,由图戊可知,图线c表示的是倾角为45°时气泡的运动规律。
(1)刻度尺
(2)等气泡运动稳定后再开始计时
(3)一
(4)慢
(5)0.1
(6)① 不能 先向上后向下
② C
③
(7)气泡大小相同时,随着倾角变大,气泡运动的速度先变大后变小 c
解析:(6) ① 开始一段时间内气泡运动不稳定,且不便于计时,所以计时起点不能选择在玻璃管底部;气泡与周围的水构成凹透镜,由凹透镜对光有发散作用可知,激光笔射出的光束照射到运动的气泡上时,光束将先向上后向下抖动,再恢复水平。② 换更长的玻璃管,不会改变气泡运动的速度,故A不合理;换更粗的玻璃管,气泡运动的速度变快,故B不合理;原玻璃管处于竖直状态,将玻璃管倾斜一定的角度,气泡的速度将变慢,故C合理。③ 由图像可知,气泡在相等的时间内通过的路程近似相等,可判断气泡运动的路程和时间近似成正比,则气泡做匀速直线运动。(7) 分析表中数据可知,气泡大小相同时,当倾角变大,气泡运动的时间先变短后变长,则气泡运动的速度随倾角的变大先变大后变小;由表可知,当倾角为45°时,气泡运动的速度最大,由图戊可知,图线c表示的是倾角为45°时气泡的运动规律。