Question

15．為了研究在水平方向上做直線運動的物體速度的變化量與哪些因素有關(guān)，小紅同學(xué)分別用水平方向、大小不同的力拉著質(zhì)量不同的物體在光滑的水平面上作直線運動．他們測出了物體運動時受到的拉力F、速度變化量△v和速度變化時所用的時間t，并把實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中．
表一（m_物為1kg）

實驗序號	拉力F（N）	時間t（s）	速度變化量△v （m/s）	△v/t（m/s2）
1	2	1	2
2	2	2	4
3	2	3	6
4	4	3	12
5	6	3	18

表二（m_物為2kg）

實驗序號	拉力F（N）	時間t（s）	速度變化量△v （m/s）	△v/t（m/s2）
6	2	1	1
7	2	2	2
8	2	3	3
9	4	3	6
10	6	3	9

①初步分析比較實驗序號1、6或2、7或3、8或4、9或5、10的數(shù)據(jù)可以得出：用大小相同的力沿水平方向拉著質(zhì)量不同的物體作直線運動，所用時間相同，速度的變化量不同．
②初步分析比較實驗序號1、2與3或6、7與8的數(shù)據(jù)可以得出：用大小相同的力沿水平方向拉著質(zhì)量相同的物體作直線運動，所用時間不相，速度的變化量不同．
③初步分析比較實驗序號3、4與5或8、9與10的數(shù)據(jù)可以得出：用大小不同的力沿水平方向拉著質(zhì)量相同的物體作直線運動，所用時間相同，速度的變化量不同．
④為了研究速度的變化量△v和這些因素的數(shù)量關(guān)系，小紅計算了速度的變化量△v和所用的時間t的比值△v/t，并將結(jié)果分別記錄在表一和表二的最后一列中．請將表一和表二的第五列數(shù)據(jù)填寫完整．
然后小紅分析了△v/t與物體的質(zhì)量m、受到的拉力F的關(guān)系，可以得出：
a．初步分析比較表一或表二可得：當物體的質(zhì)量相同時，$\frac{△v}{t}$與物體所受到的拉力成正比．
b．初步分析比較實驗序號3、8或4、9或5、10等數(shù)據(jù)可得：當物體所受拉力相同時，$\frac{△v}{t}$與物體的質(zhì)量成反比．

Answer 1

分析 ①根據(jù)結(jié)論，應(yīng)選擇里的大小相同、時間相同而質(zhì)量不同的數(shù)據(jù)進行比較；
②分析1、2與3或6、7與8的數(shù)據(jù)，物體的質(zhì)量、拉力相同，時間不同，得出速度的改變量與時間的關(guān)系；
③分析實驗序號3、4與5或8、9與10的數(shù)據(jù)，物體的質(zhì)量、時間相同，拉力不同，可得出速度的改變量與拉力的關(guān)系；
④計算出速度變化量與時間的比值填入表格中；
a、表一或表二物體的質(zhì)量相同，可得速度變化量與時間比值與拉力的正比例關(guān)系；
b、3、8或4、9或5、10等數(shù)據(jù)拉力相同，物體的質(zhì)量不同，可得速度變化量與時間比值與質(zhì)量的反比例關(guān)系．

解答 解：①1、6或2、7或3、8或4、9或5、10的數(shù)據(jù)，力的大小及所用時間相同，物體的質(zhì)量不同，得到速度變化量不同，可得用大小相同的力沿水平方向拉著質(zhì)量不同的物體作直線運動，所用時間相同，速度的變化量不同；
②實驗序號1、2與3或6、7與8的數(shù)據(jù)，物體的質(zhì)量、拉力相同，時間不同，速度的變化量也不同，可得用大小相同的力沿水平方向拉著質(zhì)量相同的物體作直線運動，所用時間不相，速度的變化量不同；
③實驗序號3、4與5或8、9與10的數(shù)據(jù)，物體的質(zhì)量、時間相同，拉力不同，速度的變化量不同，可得用大小不同的力沿水平方向拉著質(zhì)量相同的物體作直線運動，所用時間相同，速度的變化量不同；
④由$\frac{△v}{t}$可知，表一中速度變化量與時間的比值分別為：2、2、2、4、6；
表二中速度變化量與時間的比值分別為：1、1、1、2、3；
a、表一中質(zhì)量相同，$\frac{△v}{t}$與拉力的大小有關(guān)，且成正比例關(guān)系，可得當物體的質(zhì)量相同時，$\frac{△v}{t}$與物體所受到的拉力成正比；
b、實驗序號3、8或4、9或5、10等數(shù)據(jù)拉力相同，質(zhì)量不同，分析可見$\frac{△v}{t}$與質(zhì)量的大小有關(guān)，且成反比例關(guān)系，可得當物體所受拉力相同時，$\frac{△v}{t}$與物體的質(zhì)量成反比．
故答案為：①1、6或2、7或3、8或4、9或5、10；速度的變化量不同；
②用大小相同的力沿水平方向拉著質(zhì)量相同的物體作直線運動，所用時間不相，速度的變化量不同；
③用大小不同的力沿水平方向拉著質(zhì)量相同的物體作直線運動，所用時間相同，速度的變化量不同；
④

實驗序號	拉力F（N）	時間t（s）	速度變化量△v （m/s）	△v/t（m/s2）
1	2	1	2	2
2	2	2	4	2
3	2	3	6	2
4	4	3	12	4
5	6	3	18	6

實驗序號	拉力F（N）	時間t（s）	速度變化量△v （m/s）	△v/t（m/s2）
6	2	1	1	1
7	2	2	2	1
8	2	3	3	1
9	4	3	6	2
10	6	3	9	3

a、當物體的質(zhì)量相同時，$\frac{△v}{t}$與物體所受到的拉力成正比；b、當物體所受拉力相同時，$\frac{△v}{t}$與物體的質(zhì)量成反比．

點評 本題是探究物體速度變化快慢的探究問題，通過一步步探究得出了影響速度變化快慢的因素：拉力和質(zhì)量，這也為高中的加速度該念打下了基礎(chǔ)，同時也考查了學(xué)生對控制變量法的應(yīng)用．