小明在家观察洗衣机排水后,对容器排尽水的时间与排水孔大小之间的关系产生了浓厚兴趣.为此他找来四个同样大小的圆柱形塑料容器,在它们的底部相同位置各开一个排水圆孔,排水孔的直径d分别是1.5cm、2.0cm、3.0cm和5.0cm.在容器里各放入30cm深的水,打开排水孔让水流出,用秒表测量水完全流出所需的时间t依次分别为73.0s、41.2s、18.4s和6.8s.
(1)请设计一个实验记录表格,并将小明测得的数据填写在表格中.
(2)请在图中画出排尽水的时间t与排水孔直径d的关系图线.
(3)分析实验数据,初步可以看出t与d之间的关系为d越大,t越小,但是还不能确定它们之间明确的数量关系.有的同学猜想可能是t与d2成反比,请写出证实此猜想的思路.
解:(1)数据表格中需要记录的数据是:排尽水的时间t、排水孔直径d,所以设计的表格如下:
排水孔直径d/cm | 1.5 | 2.0 | 3.0 | 5.0 |
排尽水的时间t/s | 73.0 | 41.2 | 18.4 | 6.8 |
(3)作出t与图线,并观察图线在误差范围内是否为一条直线.(或计算出每次实验的t与d2的乘积,看在误差范围内各次t与d2的乘积是否相等)
(1)由探究容器排水时间与排水孔大小的实验可知:变量是排尽水的时间t,自变量是排水孔直径d,所以设计的表格就是这两个变量的数据表格;
(2)作图象时,先在坐标中找出各点对应的坐标,然后用平滑的曲线连接各点,即可得到排水时间t与排水孔直径d的关系图线;
(3)根据实验数据,d越大,t的数据变化大致趋势即可.
点评:本题考查了学生设计实验和实验表格的能力并涉及到描点法作图,是一个实验的整个探究过程,要注意猜想和实验设计的合理性.