小明要参加校运动会的铅球比赛.他想怎样才能把铅球推得更远呢?他猜想:铅球落地的距离可能与铅球出手时的速度大小有关,还可能跟速度方向与水平面夹角有关.于是小明和小强一起进行如下探究:
(1)置如下图所示,首先让喷水嘴的方向不变(即抛射角不变),做了3次实验:第一次让水的喷水速度较小,这时水喷出后落在容器的A点;第二次,让水的喷水速度稍大,水喷出后落在容器的B点;第三次让水的喷出速度最大,水喷出后落在容器的C点.
他们经过分析得出如下结论:在________一定时,当物体抛出的________越大,抛出的距离就越远.
(2)控制开关,让水喷出的速度不变,让水沿不同方向喷出,又做了几次实验,图1所示.他们将记录的数据画在坐标轴上,得到一条水的水平射程s与抛射角θ之间的曲线关系,如图2示.从曲线中可以看出,当铅球抛出的速度一定时,抛射角为________时,抛出的距离最大.从曲线中,你还可以得出的结论是:________.
(3)我们还有哪些体育运动中应用到上述结论的例子,请你举一例:________.
试题答案
解:(1)他们控制抛射角不变,改变喷水速度.由实验图可知,在抛射角一定时,当物体抛出的速度越大,抛出的距离就越远;
(2)由图象可知,当铅球抛出的速度一定时,抛射角为45°时,抛出的距离最大.从曲线中,我们还可以发现,当抛射角为30°和60°时,抛出的距离是相等的;
(3)铅球是田径运动的投掷项目之一,与它类似的体育项目还有铁饼和标枪等.
故答案为 (1)抛射角,速度;
(2)45°,抛射角为30°和60°时,抛出的距离相等;
(3)标枪.
试题解析
(1)第一次实验他们控制喷水嘴的抛射角一定,改变的是喷水的速度;
(2)第二次实验他们控制喷水的速度一定,改变的是喷水嘴的抛射角;观察图象就可以得出水平射程与抛射角之间的关系;
(3)扔铅球属于田径项目,田径项目中属于投掷类的还有扔标枪、铁饼.
点评:本题所探究的问题并不是初中物理的范畴,但它所用到的探究方法却是我们最熟悉和最常用的探究方法-控制变量法.因为该实验用的是控制变量法在探究,所以我们在解答本题时就需要利用控制变量的思想去分析.本题将物理探究和体育运动结合起来,增加了做题的趣味性.
