Question

14．小明的爸爸準備購買一輛SUV型（運動型多用途）轎車，可是上網搜索后有人說這種車重心較高，汽車容易翻倒．小明有些懷疑，通過觀察家里臺燈、照相機三腳架的穩(wěn)度（即穩(wěn)定性）后，設計并進行了如下實驗：如圖所示，他首先制作了甲、乙、丙、丁四塊重相同、除甲底面積較大外其他外形完全相同、重心高低不同的圓柱體，然后將它們依次放在木板上（物體不滑動），慢慢轉動木板，直至圓柱體翻倒，記錄此時木板轉過的角度θ，記錄結果如表．

實驗次數(shù)[	1	2	3	4
重心離支持面高度	低	低	中	高
物體剛好翻倒時木板轉過的角度θ	最大	大	較大	小
穩(wěn)度	最大	大	較大	小

（1）小明是通過物體剛好翻倒時木板轉過的角度θ來判斷物體的穩(wěn)度．
（2）分析數(shù)據(jù)2、3、4（填實驗次數(shù)的序號）可以得到穩(wěn)度與重心高低之間的關系．
（3）分析小明的實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)物體的穩(wěn)度還與底面積大小有關．
（4）設汽車車輪和地面的四個接觸點圍成的四邊形的面積為S，汽車的重心離地面高度為h，現(xiàn)有汽車甲和乙，它們的重G相同，結合小明的探究結果，你認為可以通過簡單比較$\frac{S}{h}$或$\frac{h}{S}$ （寫出表達式）就可以初步比較甲、乙兩輛汽車的穩(wěn)度．
（5）小明又提出了下列幾個問題，對SLJV型汽車生產廠家來說，最有研究價值的問題是A．
A．是否可以通過加大車輪間距離提高穩(wěn)度
B．如何降低用戶的成本
C．穩(wěn)度是否與汽車車重有關
D．如何提高大家的科學素養(yǎng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中“物體剛好翻倒時木板轉過的角度θ”和“穩(wěn)度”分析得出結論；
（2）根據(jù)控制變量法，只改變重心離支持面高度，然后可知要選擇的實驗序號；
（3）分析1，2兩次實驗，甲乙圓柱體重力相同、中心高度相同，底面積不同，據(jù)此可得出結論；
（4）通過4次實驗，已知物體的穩(wěn)度與物體的底面積S和重心的高度h有關，故可通過比較$\frac{S}{h}$或$\frac{h}{S}$來比較兩輛汽車的穩(wěn)度．
（5）根據(jù)關于穩(wěn)度的探究提出最有研究價值的問題．

解答 解：（1）根據(jù)實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)表可以知道，圓柱體剛好翻倒時轉過的角度越小，說明越容易翻倒，即穩(wěn)定程度小；即小明是通過物體剛好翻倒時木板轉過的角度θ來判斷物體的穩(wěn)度．
（2）探究穩(wěn)度大小與重心高低關系的實驗中，應控制物體所受的重力大小和支持面的大小不變，改變重心高度，所以要分析2，3，4次的實驗數(shù)據(jù)．
（3）分析1，2兩次實驗可知，甲乙圓柱體重力相同、中心高度相同，但甲圓柱體底面積大，穩(wěn)度高，所以物體的穩(wěn)度還與物體的底面積的大小有關．
（4）通過4次實驗我們發(fā)現(xiàn)，物體的穩(wěn)度與物體的底面積S和重心的高度h有關，物體的底面積越大、重心的高度越小，穩(wěn)度越大．即S和h的大小對穩(wěn)度的影響是相反的．所以我們可以通過簡單比較S/h或h/S，就可以初步比較甲、乙兩輛汽車的穩(wěn)度．
（5）因為小明的探究是關于穩(wěn)度的探究，所以通過上述對穩(wěn)度的探究后，對SUV型汽車生產廠家來說，最有研究價值的問題應該是否可以通過加大車輪間距離提高穩(wěn)度，故選A．  
故答案為：（1）物體剛好翻倒時木板轉過的角度θ；（2）2、3、4；（3）底面積大小；（4）$\frac{S}{h}$；$\frac{h}{S}$；（5）A．

點評 本題考查了穩(wěn)度和提高穩(wěn)度的方法以及控制變量法的應用，并能聯(lián)系中生活實際解釋和穩(wěn)度有關的一些現(xiàn)象．