Question

20．在做研究“充水玻璃管中气泡的运动规律”实验时，小明取长50cm的细玻璃管注满水，管中留一个小气泡，将玻璃管反转后，观察气泡的运动情况，如图所示．
（1）小明将实验所测得的数据记录在表一中，请你在图的坐标中画出s-t图象．
表一：

从0点开始的距离S/cm	0	10	20	30	40
5mm高的气泡从0点开始的时间t/s	0	5	10	15	20

表二：

从0点开始的距离S/cm	0	20	40	60	80
1cm高的气泡从0点开始的时间t/s	0	3.6	7.2	10.8	14.4
2cm高的气泡从0点开始的时间t/s	0	3.4	6.8	10.2	13.6

（2）从实验数据和所画的图象，小明认为：小气泡所做的是匀速直线运动，他判断的依据是：相等时间通过相等的路程（或路程和时间成正比．）．
（3）小明换用粗玻璃管又做了2组大气泡运动规律的实验，数据记录如表二所示．观察数据可知：大（大/小）气泡运动较快．由于气泡上升较快，会造成时间的测量难度较大，为了解决这一困难，根据小明的实验数据，请你提出一点建议：用小气泡做实验（用较细玻璃管、用较长玻璃管）．
（4）本次实验中，小明还发现，玻璃管与水平成60°角放置，管中气泡的上升要比竖直放置快一些；而当玻璃管水平放置时，气泡几乎不动．根据此现象你能推测出：随倾斜角度的增大，气泡上升速度的大小将：先变大后变小．

Answer 1

分析 （1）先确定横坐标轴的标度，将表一中的数据在s-t坐标系中用描点法图；
（2）要判断气泡做什么运动，关键是看它在相等的时间内通过的路程如何变化；
（3）从表二中分析长、短气泡运动相同的路程比较所用的时间，找到长气泡和短气泡谁运动得快，根据题干条件，运动慢的误差较小，从而也找到减小误差的方法；
（4）根据管在倾斜过程中气泡上升的快慢情况与开始比较，得出结论．

解答 解：（1）根据实验数据中，时间和对应的路程之间的关系，在对应坐标系中找到对应的点，如下图所示：

（2）从实验数据和所画的图象，都反映出了路程与时间成正比，或路程与时间的比值（即速度）是一个定值，说明小气泡所做的是匀速直线运动．
（3）从表二中数据不难看出，通过相同的距离，大气泡用时少，
大气泡运动较快；为解决气泡上升较快，造成时间的测量难度较大，可通过减小气泡的大小或增大玻璃管的长度方法来实验．
（4）当玻璃管与水平成60°角放置，管中气泡的上升要比竖直放置快一些；而当玻璃管水平放置时，气泡几乎不动．根据此现象不难推测出：随倾斜角度的增大（从0°到60°到90°），气泡上升速度先变大后变小．
故答案为：（1）如图所示；
（2）匀速直线；相等时间通过相等的路程（或路程和时间成正比）；
（3）大、用小气泡做实验（用较细玻璃管、用较长玻璃管）；
（4）先变大后变小．

点评 要画出物体运动的图象，必须根据数据先描点，再用平滑的曲线连接各点，才能得到物体运动的图象；在物理实验中，误差是在所难免的，为减小误差尽量选用较精密的仪器或或改进测量方法或多测几次取平均值．