Question

20．在军事演习时，飞机在空中水平飞行投弹攻击地面目标的．兵兵在电视中观看后，对炮弹离开飞机后影响其水平飞行距离大小的因素产生了两个猜想：①飞机水平飞行的速度越大，炮弹离开飞机后飞行的水平距离越远；②炮弹离开飞机后飞行的水平距离跟飞机飞行高度有关．为了验证猜想，兵兵在老师的指导下进行了如图所示的实验：
（1）让小球从光滑斜槽上的A点自由滑下，经C点后沿水平方向运动离开斜槽，最后落在地面上的P₁点．
（2）保持斜槽的高度不变，让小球从斜槽上B点自由滑下，经C点离开斜槽，最后落在地面上的P₂点．此时小球经过C点的速度大于（选填“大于”、“等于”或“小于”）上一步中小球经过C点的速度，由此可证明猜想①是正确（选填“正确”或“错误”）的．
（3）为了验证猜想②，兵兵增加了h的高度，但是应控制小球离开C点时速度的大小不变．仍让小球从B点自由滑下，此时小球落在地面上的P₃点，比较OP₃和OP₁（选填“OP₁”或“OP₂”）可得结论：飞机飞行的高度越高（选填“越高”或“越低”），炮弹离开飞机后飞行的水平距离越大．

Answer 1

分析 物体水平飞行的距离据公式s=vt可知：由飞行的速度和飞行的时间两个物理量来决定．如何增大飞行的距离就要从这两个方面入手去考虑．在此题中，改变小球滚落时的起始点的高度，就是控制小球的飞行速度；改变C点到地面的距离，控制了小球在空中飞行的时间．利用控制变量法思路即可解决此题．

解答 解：（2）在1、2两次实验中，小球分别在AB两点滚落，高度不同，所以到达C点的速度不同．由于B的高度大于A的高度，所以，第一次的速度小于第二次的速度．又因为OP₁＜OP₂．即可知道猜想①是正确的．
（3）要研究飞行距离与飞行高度的关系，就要保证，飞行的速度不变，改变飞行的高度．在此题中，就要使C到水平面的高度变化，而使球下落的起始点的高度不变即离开C点的速度不变．所以比较距离时，要选取飞行的高度不同，飞行的速度相同情况下的两个水平距离进行比较．故选OP₁与OP₃进行比较．由两者距离的长短得出结论：飞机飞行的高度越高，炮弹离开飞机后飞行的水平距离越大．
故答案为：（2）大于；正确；（3）速度；OP₁；越高．

点评 明确物体水平飞行的距离由飞行的速度和飞行的时间两个物理量来决定．飞行高度在这儿又决定了飞行的时间．