Question

在做研究“充水玻璃管中气泡的运动规律”实验时，小明取长50cm的细玻璃管注满水，管中留一个小气泡，将玻璃管反转后，观察气泡的运动情况，如图所示．

（1）小明将实验所测得的数据记录在表一中，请你在图的坐标中画出s-t图象．

（2）从实验数据和所画的图象，小明认为：小气泡所做的是匀速直线运动，他判断的依据是：______,可求出小气泡上升时的速度为______cm/s．

（3）小明换用粗玻璃管又做了2组实验，数据记录如下表所示．

分析数据可知：________（大/小）气泡运动较快．由于气泡上升较快，会造成时间的测量难度较大，为了解决这一困难，根据小明的实验数据，请你提出一点建议：____________．

（4）本次实验中，小明还发现，玻璃管与水平成60°角放置，管中气泡的上升要比竖直放置快一些；而当玻璃管水平放置时，气泡几乎不动．

①根据此现象你猜测：随倾斜角度的增大，气泡上升速度的大小将______．

②玻璃管与水平方向夹角α成60°角放置时，气泡速度是不是最大呢？为了验证此猜想，他该如何操作？________

Answer

（1）图略（2）s与t 成正比2（3）大使气泡更小点（4）先变快后变慢在60°附近多取几个α值，测出对应时间，比较速度大小得出结论

【解析】（1）横坐标轴每小格表示1s，将表一中的坐标点（0，0），（5.1，10），（10，20），（14.9，30），（20，40）在s-t坐标系中逐一描出，连接各点即为气泡运动的s-t图象，如图：

（2）从数据和图象上可以看出，气泡每5s通过的路程均为10cm，即在相等的时间内通过的路程相等，所以气泡做的是匀速直线运动，小气泡上升的速度是v=s/t=10cm/5s=2cm/s；

（3）从表格中数据可以看出，在运动路程20cm、40cm、60cm、80cm时，大气泡用的时间较短，所以大气泡运动的较快；由于气泡上升较快，会造成时间的测量误差较大，所以应尽量的选较小的气泡进行试验，以减小时间测量上的误差；

（4）①玻璃管与水平成60°角放置，管中气泡的上升要比竖直放置快一些，说明玻璃管由竖直位置倾斜过程中，运动速度变大了，到水平位置，气泡几乎不动，说明运动速度又变小，可得随倾斜角度的增大，气泡上升速度的大小将先变大后变小；

②为了验证玻璃管与水平方向夹角α成60°角放置时，气泡速度是不是最大，他该在60°附近多取几个α值，测出对应时间，比较速度大小得出结论。