Question

【题目】小华在观摩一次自行车比赛中，看到运动员在转弯时，身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的，如图甲所示。

骑自行车转弯时，身体为什么要向弯道内侧倾斜呢？小华提出疑问：“要想转弯，必须受力，身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力”。

我们平时骑自行转弯时，身体的倾斜没有这么明显，可为什么比赛时选手倾斜得这么明显呢？且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显，使骑行的自行车转弯的力的大小，可能与哪些因素有关呢？接着，小华小组设计实验，并在实验室里用小球代替运动员，探究“小球转弯时受力的大小与哪些因素有关”的实验。小华提出了三种猜想.

猜想一：可能与小球的速度有关；

猎想二：可能与小球的质量有关；

猜想三：可能与圆弧形轨道的半径有关.

把半径为0.5米的半圆轨道(左端连着横杆)通过横杆在O点与墙壁活动连接(能绕O点在竖直方向自由转动)，轨道置于压力传感器上时，分别让小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面处自由滚下，如图乙所示，观察、记录每次压力传感器达到的最大示数(注：小钢球到达最低点时的示数最大)，记录如下表。

次数	1	2	3	4	5	6	7	8	9
小钢球质量m/g	30	30	30	60	60	60	90	90	90
距离传感器高度h/m	0.3	0.4	0.5	0.3	0.4	0.5	0.3	0.4	0.5
传感器最大示数F/N	1.66	1.78	1.90	2.32	2.56	2.80	2.98	3.34	3.70

(1)小华“要想转弯必须受力”的观点很有道理，因为力可以___________________。

(2)小钢球从轨道同一高度由静止释放的目的是________________________。

(3)通过比较实验1、4、7(或2、5、8或3、6、9)，能够初步得出的结论是________。

(4)通过比较_________(填实验序号)三次实验可以论证猜想二.当小球质量为30g时，传感器最大示数F与距离传感器的高度h的表达式是F=________。

(5)小华还想验证猜想三，请你说说简要的做法：____________。

Answer 1

【答案】改变物体运动状态 小球到达最低点时获得相同的速度 小球转弯时受力的大小与小球的质量有关 1、4、7(或2、5、8或3、6、9) F=1.2h+1.3 见解析

【解析】

第一空．力是改变物体运动状态的原因，转弯时，运动方向改变，运动状态发生改变，一定是受到力的作用，所以“要转弯，必须受力”。

第二空．小钢球从轨道同一高度由静止释放的目的是使小球到达最低点时获得相同的速度；

第三空．通过比较实验1、4、7(或2、5、8或3、6、9)可知， 距离传感器高度相同，小球到达最低点时获得的速度相同，小钢球质量越大，传感器最大示数也越大，可初步得出结论：小球转弯时受力的大小与小球的质量有关；

第四空．要想验证猜想二，应保持圆弧形轨道的半径相同，下落的高度相同，小球的质量不同，分析可知实验1、4、7(或2、5、8或3、6、9)符合要求；

第五空．由表中数据可以看出，当小球质量为30g时，最大示数F与距离传感器的高度h成线性关系，F=kh+b,当h=0.3m时，F=1.66N, 当h=0.4m时，F=1.78N,代入数据得：

1.66= k0.3m +b---------------①

1.78= k×0.4m +b---------------②

联立①②解得：k=1.2，b=1.3，

则传感器最大示数F与距离传感器的高度h的表达式为：F=1.2h+1.3；

第六空．若要验证猜想三：与圆弧形轨道的半径有关，从控制变量的角度考虑，应保持小球的质量相同，下落的高度相同，与圆弧形轨道的半径不同，因此需改变圆弧形轨道的半径，让同一小球从距压力传感器的相同高度自由滚下。