Question

【題目】小華和小麗在觀摩一次自行車比賽中，看到運動員在轉彎時，身體和自行車都是向彎道內側傾斜的，如圖甲所示。

（1）騎自行車轉彎時，身體為什么要向彎道內側傾斜呢？小華提出了疑問，一旁的小麗說：“要想轉彎，必須受力，身體傾斜是為了給自行車一個向內側轉彎的力，”小華覺得小麗“要想轉彎，必須受力”的觀點很有道理，因為_____。

（2）我們平時騎自行車轉彎時，身體的傾斜沒有這么明顯，可為什么比賽時選手傾斜得這么明顯呢？且靠近內道的選手轉彎時比外道選手傾斜得更明顯，使騎行的自行車轉彎的力的大小，可能與哪些因素有關呢？小華和小提出了兩種猜想。

猜想一：可能與騎行的速度有關；

猜想二：可能與圓弧形跑道的半徑有關。

（3）接著，小華和小麗一起設計實驗，并在實驗室里通過實驗驗證猜想一。

把半徑為0.5米的半圓軌道（左端連著橫桿）通過橫桿在O點與墻壁活動連接（能繞O點在豎直方向自由轉動），軌道置于壓力傳感器上時，傳感器示數為1牛，讓質量為30克的同一小鋼球分別從距離傳感器表面不同高度的弧面A、B、C三處自由滾下，如圖乙所示，觀察、記錄每次壓力傳感器達到的最大示數（注：小鋼球到達最低點時的示數最大），記錄如下表。

該實驗可以得出的結論是_____。

若要驗證猜想二，從控制變量角度考慮，需對上述實驗進行哪兩項改變？（不考慮小鋼球與軌道之間的摩擦）①_____；②_____。

（4）實驗后，他倆在與同學們的交流中，有了新的猜想：讓騎行的自行車轉彎需要的力還可能與人和車的總質量有關。于是，他倆又展開了后續實驗探究……

Answer 1

【答案】力是改變物體運動狀態的原因在其它條件相同時，使自行車轉彎所需要的力隨速度的增加而增大改變圓弧形跑道的半徑讓同一小球在不同軌道上距壓力傳感器的同一高度自由滾下

【解析】

（1）力是改變物體運動狀態的原因，轉彎時，運動方向改變，運動狀態發生改變，一定是受到力的作用，所以“要轉彎，必須受力”，即有道理的原因是：力是改變物體運動狀態的原因；

（3）要驗證猜想：“騎行的自行車轉彎的力的大小可能與騎行的速度有關”，實驗中需要控制控制小球的質量相同、圓弧形跑道的半徑相同，使同一小球從不同的高度滾下來，從而使得小球到達壓力傳感器的速度不同；

根據表格數據知：距壓力傳感器高度越高，壓力傳感器示數越大，故可以得出：在其它條件相同時，使自行車轉彎所需要的力隨速度的增加而增大；

若要驗證猜想二即騎行的自行車轉彎的力的大小，可能與圓弧形跑道的半徑有關，需要控制小球的質量相同、下落的高度相同，圓弧形跑道的半徑不相同，故需要①改變圓弧形跑道的半徑；②讓同一小球在不同軌道上距壓力傳感器的同一高度自由滾下。