Question

【題目】伽利略在《兩種新科學的對話》一書中，討論了自由落體運動和物體沿斜面運動的問題，提出了這樣的猜想：物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運動，同時他還運用實驗驗證了其猜想。某校物理興趣小組依據伽利略描述的實驗方案，設計了如圖所示的裝置，探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運動。

【1】實驗時，讓滑塊從某一高度由靜止沿斜面下滑，并同時打開裝置中的閥門，使水箱中的水流到量筒中；當滑塊碰到擋板的同時關閉閥門（整個過程中水流可視為均勻穩定的）。改變滑塊起始位置的高度，重復以上操作。該實驗探究方案是利用量筒中收集的水量來測量 的。

【2】下表是該小組測得的有關數據，其中S為滑塊從斜面的不同高度由靜止釋放后沿斜面下滑的距離，y為相應過程量筒收集的水量。分析表中數據，根據 ，可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結論。

【3】本實驗誤差的主要來源有：水從水箱中流出不夠穩定，還可能來源于 等。（只要求寫出一種）

Answer 1

【答案】時間 在實驗誤差范圍內，是一常數 斜面摩擦不均勻(或水量測量不準確、滑塊開始下滑和開始流水不同步、滑塊停止下滑和停止流水不同步等.)

【解析】

關于初速度為零的勻變速運動，位移與時間的二次方成正比，由于水是均勻穩定的流出，水的體積和時間成正比，所以該實驗只要驗證位移與體積的二次方是否成正比，就可驗證該運動是否勻變速直線運動．

（1）關于初速度為零的勻變速運動，位移與時間的二次方成正比，由于水是均勻穩定的流出，水的體積和時間成正比，所以量筒中收集的水量可以間接的測量時間．（2）驗證該運動是否勻變速直線運動，關鍵看位移與時間的二次方是否成正比，即看位移與體積的二次方是否成正比．所以根據在誤差的范圍內是一常數，可以得出滑塊沿斜面下滑是做勻變速直線運動的結論．（3）本實驗誤差的主要來源有：斜面摩擦不均勻(或水量測量不準確、滑塊開始下滑和開始流水不同步、滑塊停止下滑和停止流水不同步等.)