Question

【題目】當高臺跳雪運動員出現(xiàn)在賽道的頂端時，全場觀眾的目光都集中在他身上。運動員由高處急速滑下，在即將到達賽道底部時，他的速度已達到100km/h。這時，他雙膝彎曲，使勁一蹬，順勢躍向空中。然后，為了減小空氣阻力的影響，他上身前傾，雙臂后擺，整個身體就像一架飛機，向前滑翔。刺骨的寒風抽打著他的臉龐，兩邊的雪松飛快地向后掠過。最終，滑雪板穩(wěn)穩(wěn)地接觸地面。右圖是記者用照相機拍下的精彩瞬間。

（1）滑雪不僅是一項運動，同時還是一門科學。請你從以上材料中，找出與物理有關的現(xiàn)象，并說出相應的原理、道理或概念__________。

（2）小羽發(fā)現(xiàn)在滑雪比賽中，運動員能否穩(wěn)穩(wěn)地接觸地面，是比賽得分較關鍵的因素。他猜想：運動員落地時的穩(wěn)定程度可能與他的重心高低有關。于是他利用物理課上學到的科學探究方法，對猜想進行驗證。小羽找來兩塊完全相同的橡皮，一塊豎直放置；另一塊平放，且切去總長的1/5墊在下部（粘牢）。如圖所示，同時放在水平書面上，微微擺動書，發(fā)現(xiàn)豎直放置的橡皮總是先傾倒。

①在探究過程中，小羽采用接觸面積相同，觀察____________，判斷穩(wěn)定程度與重心高低的關系；

②通過以上探究可得到的結論是：________________________；

③該結論在生產、生活和科學實踐中有很多應用，試舉一例：______________________。

Answer 1

【答案】 誰容易傾倒 物體的穩(wěn)定程度與重心高低有關，重心越低，越穩(wěn)定 汽車裝載貨物，總是把比較重的物體放在下面，輕的物體放在上面，降低重心，增加穩(wěn)定程度

【解析】（1）根據(jù)題意進行分析，可以得到如下涉及到的物理現(xiàn)象及原理：

目光集中在運動員身上，人眼觀看時，眼睛利用了凸透鏡成像的原理；

使勁一蹬，順勢躍向空中，利用了力可以改變物體的運動狀態(tài)；

上身前傾，雙臂后擺，利用了減小阻力的原理；

寒風抽打著他的臉龐，涉及蒸發(fā)吸熱的原理以及熱傳遞；

雪松飛快地向后掠過，涉及參照物的選取；

最終，滑雪板穩(wěn)穩(wěn)地接觸地面，體現(xiàn)了重力的作用。

（2）①在探究過程中，小羽采用接觸面積相同，體現(xiàn)了控制變量的思想，通過觀察哪個橡皮先倒下即誰容易傾倒，來判斷穩(wěn)定程度與重心高低的關系；

②實驗發(fā)現(xiàn)豎直放置的橡皮總是先傾倒，是因為豎直放置的橡皮重心高，故可得到的結論是：物體的穩(wěn)定程度與重心高低有關，重心越低，越穩(wěn)定；

③重心越低，越穩(wěn)定的應用，如：不倒翁這種玩具，設計時重心很低，所以傾斜很大的角度時，仍然能夠直立起來，利用了此原理；

汽車裝載貨物，把密度大的物體放在下面，重心低，更穩(wěn)固，利用了此原理；

建筑高樓時，要挖很深的地基，降低重心，增加穩(wěn)定性等。