在少年宫通过天文望远镜观看月球时,科技辅导员介绍说月球表面的环形山(月坑)是流星撞击而形成,如下图左所示. 小明听后由此引发猜想:月坑的深度可能跟流星的体积、质量、速度有关.为验证自己的猜想,他设计了用小球撞击砂子的模拟实验,装置如下图右.他找来几个不同质量、体积的小球,并以小球下落的高度h来控制撞击速度.经过实验,他得到表中的数据.请你分析表中的数据,回答下列问题:
(1)由1、2、3三组数据可得出,砂坑的深度与小球________有关的初步结论;
(2)由3、4、5三组数据可得出,砂坑的深度与小球________有关的初步结论;
(3)由________三组数据可得出,砂坑的深度与小球质量有关的初步结论;
(4)以上探究使用的是________法,综合上述的结论可知,当流星的速度越________、体积越________、质量越________时,在月球表面撞出的月坑就越深.(选填“大”或“小”)
实验 序号 | 质量 m/g | 体积 V/cm3 | 下落高度 h/cm | 坑的深度 d/mm |
1 | 20 | 7.5 | 50 | 2.6 |
2 | 20 | 7.5 | 60 | 3.5 |
3 | 20 | 7.5 | 70 | 5.0 |
4 | 20 | 2.5 | 70 | 11.3 |
5 | 20 | 1.8 | 70 | 12.4 |
6 | 60 | 7.5 | 70 | 14.6 |
7 | 85 | 7.5 | 70 | 15.9 |
解:(1)从前三组数据可得,小球的质量、体积相同时,下落高度越大,小球接触砂时的速度越大,坑的深度越大;因此该组数据是探究坑的深度与小球速度的关系;
(2)从4、5、6组数据可得,小球的质量和下落高度相同时,小球的体积越小,坑的深度越大;因此该组数据是探究坑的深度与小球体积的关系;
(3)在探究砂坑的深度与小球质量的关系时,需控制小球的体积、下落高度相同,因此实验数据3、6、7可以探究砂坑的深度与小球质量的关系;
(4)通过上面三个小题的探究,显然使用控制变量法进行探究,综上所述可得,当流星的速度越大、体积越小、质量越大时,在月球表面撞出的月坑就越深.
故答案为:
(1)速度;
(2)体积;
(3)3、6、7;
(4)控制变量; 大; 小; 大
根据表格中的数据,结合问题中涉及的物理量,通过质量、体积、下落高度和坑的深度的变化,找出其中的物理规律并进行归纳总结.
点评:本题需要学生利用控制变量法对表格进行分析,并依据地球和月球的不同,猜想其他可能有关的因素.