小明的爸爸准备购买一辆SUV型(运动型多用途)轿车,可是上网搜索后有人说这种车重心较高,汽车容易翻倒.小明有些怀疑,通过观察家里台灯、照相机三脚架的稳度(即稳定性)后,设计并进行了如下实验:如下图所示,他首先制作了甲、乙、丙、丁四块重相同、除甲底面积较大外其他外形完全相同、重心高低不同的圆柱体,然后将它们依次放在木板上(物体不滑动),慢慢转动木板,直至圆柱体翻到,记录此时木板转过的角度θ,记录结果如下表.
| 试验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 重心离支持面高度 | 低 | 低 | 中 | 高 |
| 物体刚好翻到时转过的角度θ | 最大 | 大 | 较大 | 小 |
| 稳度 | 最大 | 大 | 较大 | 小 |
(2)分析数据________(填实验次数的序号)可以得到稳度与重心高低之间的关系.
(3)分析小明的实验数据,发现物体的稳度还与________有关.
(4)设汽车车轮和地面的四个接触点围成的四边形的面积为S,汽车的重心离地面高度为h,现有汽车甲和乙,它们的重G相同,结合小明的探究结果,你认为可以通过简单比较________(写出表达式)就可以初步比较甲、乙两辆汽车的稳度.
(5)小明完成上述探究后,又提出了下列几个问题,对SUV型汽车生产厂家来说,最有研究价值的问题是________
A.是否可以通过加大车轮间距离提高稳度 B.如何降低用户的成本
C.稳度是否与汽车车重有关 D.如何提高大家的科学素养.
试题答案
解:(1)根据实验现象或数据表可以知道,圆柱体刚好翻倒时转过的角度越小,说明越容易翻倒,即稳定程度小;
故答案为:物体刚好翻倒时木板转过的角度θ.
(2)探究稳度大小与重心高低关系的实验中,应控制物体所受的重力大小和支持面的大小不变,改变重心高度,所以要分析2,3,4次的实验数据.
故答案为:2、3、4.
(3)分析1,2两次实验可知,甲乙圆柱体重力相同、中心高度相同,但甲圆柱体底面积大,稳度高,所以物体的稳度还与物体的底面积的大小有关.
故答案为:物体的底面积大小.
(4)通过4次实验我们发现,物体的稳度与物体的底面积S和重心的高度h有关,物体的底面积越大、重心的高度越小,稳度越大.即S和h的大小对稳度的影响是相反的.所以我们可以通过简单比较S/h或h/S,就可以初步比较甲、乙两辆汽车的稳度.
故答案为:S/h或h/S.
(5)因为小明的探究是关于稳度的探究,所以通过上述对稳度的探究后,对SUV型汽车生产厂家来说,最有研究价值的问题应该是否可以通过加大车轮间距离提高稳度.
故答案为:A.
试题解析
稳度是指物体处于平衡状态的稳定程度,稳度的大小由物体重心的高度和支撑面的大小决定.重心低,支撑面大的物体稳度大,反之则稳度小.所谓支撑面大小是指物体各接触部分所围成的面积.本题通过实验探究和生活事实验证了影响稳度的这两个因素.
点评:本题考查了稳度和提高稳度的方法以及控制变量法的应用,并能联系中生活实际解决有关问题.
