Question

伽利略在《兩種新科學的對話》一書中，為了研究物體沿著斜面下滑運動時遵守的規律，設計了一個實驗．某興趣小組根據伽利略書中的描述，設計了如圖的裝置進行實驗．
（1）實驗時，讓滑塊從某一高度由靜止沿斜面下滑，并同時打開裝置中的閥門，使水箱中的水流到量筒中；當滑塊碰到擋板的同時關閉閥門（整個過程中水流可視為均勻穩定的）．改變滑塊起始位置的高度，重復以上操作．該實驗探究方案是利用量筒中收集的水量來測量

 

的．

次數	1	2	3	4	5	6	7
S（m）	4.5	3.9	3.0	2.1	1.5	0.9	0.3
V（mL）	90	84	72	62	52	40	23.5
s V2 ×10-4	5.6	5.5	5.8	5.5	5.6	5.6	5.4

（2）上表是該小組測得的有關數據，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，V為相應過程量筒收集的水量．分析表中數據，能夠發現，

s

V2

在誤差允許的范圍內為一定值，這說明滑塊沿斜面下滑時做的是

 

運動．
（3）本實驗誤差的主要來源有：讀數有誤差，水從水箱中流出不夠穩定，還可能來源于

 

等．（只要求寫出一種）

Answer 1

分析：關于初速度為零的勻變速運動，位移與時間的二次方成正比，由于水是均勻穩定的流出，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，就可驗證該運動是否勻變速直線運動．

解答：解：（1）關于初速度為零的勻變速運動，位移與時間的二次方成正比，由于水是均勻穩定的流出，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．
    （2）驗證該運動是否勻變速直線運動，關鍵看位移與時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

S

v2

在誤差的范圍內是一常數，可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結論．
    （3）本實驗誤差的主要來源有：水從水箱中流出不夠穩定，還可能來源于距離測量的不準確，滑塊開始下滑和開始流水不同步或斜面摩擦不均勻．
故答案為：①時間；②勻變速；③釋放物塊和打開開關不夠同時，等等（答出一條合理答案即可）

點評：解決該問題的關鍵把時間轉化為水量，因為流入量筒水的量與時間成正比．該題比較注重思維方式的轉換．