Question

（2012?南開(kāi)區(qū)二模）觀看了電視播放的飛機(jī)在空中水平飛行投彈攻擊地面目標(biāo)的軍事演習(xí)后，軍事迷小兵對(duì)炮彈離開(kāi)飛機(jī)后影響其水平飛行距離大小的因素產(chǎn)生了兩個(gè)猜想：①飛機(jī)水平飛行的速度越大，炮彈離開(kāi)飛機(jī)后飛行的水平距離越遠(yuǎn)；②炮彈離開(kāi)飛機(jī)后飛行的水平距離跟飛機(jī)飛行高度有關(guān)．為了驗(yàn)證猜想，小兵在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：
（1）讓小球從光滑斜槽（該斜槽距離地面的高度可以調(diào)節(jié)）上的A點(diǎn)自由滑下，經(jīng)C點(diǎn)后沿水平方向運(yùn)動(dòng)離開(kāi)斜槽，最后落在地面上的P₁點(diǎn)．
（2）保持斜槽的高度h不變，讓小球從斜槽上的B點(diǎn)自由滑下，經(jīng)C點(diǎn)離開(kāi)斜槽，最后落在地面上的P₂點(diǎn)．此次小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)的速度

大于

上一步中小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)的速度（選填“大于”、“等于”或“小于”），由此可證明猜想①是正確的．
（3）使用現(xiàn)有的器材，請(qǐng)你幫小明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想②．（必要時(shí)可以畫(huà)圖輔助說(shuō)明）要求：
A．簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程；
B．請(qǐng)說(shuō)明你將如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論．

Answer 1

分析：（1）物體水平飛行的距離據(jù)公式s=vt可知：由飛行的速度和飛行的時(shí)間兩個(gè)物理量來(lái)決定．如何增大飛行的距離就要從這兩個(gè)方面入手去考慮．在此題中，改變小球滾落時(shí)的起始點(diǎn)的高度，就是控制小球的飛行速度；改變C點(diǎn)到地面的距離，控制了小球在空中飛行的時(shí)間．利用控制變量法思路即可解決此題．
（2）要研究飛行距離與飛行高度的關(guān)系，就要保證，飛行的速度不變，改變飛行的高度．在此題中，就要使C到水平面的高度變化，而使球下落的起始點(diǎn)的高度不變即離開(kāi)C點(diǎn)的速度不變．所以比較距離時(shí)，要選取飛行的高度不同，飛行的速度相同情況下的兩個(gè)水平距離進(jìn)行比較．故選OP₁與OP₃進(jìn)行比較．由兩者距離的長(zhǎng)短得出結(jié)論：飛機(jī)飛行的高度越高，炮彈離開(kāi)飛機(jī)后飛行的水平距離越大．

解答：解：（2）在1、2兩次實(shí)驗(yàn)中，小球分別在AB兩點(diǎn)滾落，高度不同，所以到達(dá)C點(diǎn)的速度不同．由于B的高度大于A的高度，所以，第一次的速度小于第二次的速度．又因?yàn)镺P₁＜OP₂，由此證明了猜想①是正確的．
（3）A．實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
a．適當(dāng)增加光滑斜槽h的高度變?yōu)閔₁．
b．讓小球從光滑斜槽上的A（或B）點(diǎn)自由滑下（1分），這時(shí)小球離開(kāi)C點(diǎn)時(shí)速度的大小與上次實(shí)驗(yàn)速度大小相同（或保持離開(kāi)C點(diǎn)時(shí)的速度不變）．
c．小球經(jīng)C點(diǎn)后沿水平方向運(yùn)動(dòng)離開(kāi)斜槽，最后落在地面上的P₃點(diǎn)．如圖所示：

B．比較OP₃ 與OP₁ （或OP₃ 與OP₂）的大�。ɑ蜷L(zhǎng)短），若發(fā)現(xiàn)OP₃ 大于OP₁（或OP₃ 大于OP₂），則可得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：在速度相同的情況下，飛機(jī)飛行的高度越高，炮彈離開(kāi)飛機(jī)后飛行的水平距離越長(zhǎng)．  
故答案為：（2）大于；
（3）同上．

點(diǎn)評(píng)：重點(diǎn)是掌握控制變量法的應(yīng)用，在本題中要明確物體水平飛行的距離由飛行的速度和飛行的時(shí)間兩個(gè)物理量來(lái)決定，飛行高度決定了飛行的時(shí)間．