Question

8．如圖1所示，小水塘平靜的水面上漂浮著一個乒乓球，小帆試圖用扔石子激起水波的方法將乒乓球推向水塘邊．她發現小石子扔進水中，激起了一圈圈水波向外擴展，而球幾乎只在原處“蹦蹦跳跳”，并未隨水波向外水平移動．

小帆猜想其中原因可能是：
A．小石子使水產生的振動不夠強，水波太小，水對乒乓球的水平推力太小
B．兵兵球浸入水中深度過淺，水對它的水平推力太小
C．向外逐漸擴展的水波，是被石子擊中的那部分水，將豎直方向的振動向外依次傳播而形成，而水并未水平移動，故對乒乓球沒有產生水平推力
為了驗證猜想，她設計了如下的實驗方案：
①安全起見，選擇一個水深較淺（膝蓋以下）的水池，將質量不同的小木塊、小紙船、乒乓球置于平靜水面以O為圓心的同一圓上（它們浸入水的深度不同），如圖2所示；
②用手替代石子，以一定的頻率沿豎直方向拍打水面O點處；
③拿走紙船和木塊，改變拍打水面的方向，觀察乒乓球的運動情況．
請回答以下問題：
（1）在驗證猜想A時，她用不同的力度沿豎直方向拍打水面，若發現乒乓球沒有水平移動，則說明：球是否能水平移動與水波大小無關（選填“有關”或“無關”）．
（2）實驗方案①②是為了驗證猜想B（選填序號字母），實驗時，若觀察到三個物體都只在原位置上下振動，小帆由此得到：“乒乓球是否水平移動與浸入深度無關．”你認為這一結論是否可靠？，原因是：沒有控制三個物體的質量相同．
（3）實施方案③時，若發現除了豎直拍打外，其他拍打方向均能使乒乓球在水平方向上移動，說明當時小帆所扔的石子幾乎是以豎直方向入水，要驗證猜想C，再提供幾個相同的兵兵球，請你設計一個實驗方案：將幾個乒乓球分別放在以O點為圓心的不同同心圓上，用手以一定頻率沿豎直方向拍打水面O點處，觀察乒乓球的運動情況．

Answer 1

分析 （1）用不同的力拍打水面，振動強度不同，球不移動，說明球能否移動與振動強度無關；
（2）分析①②改變的是猜想中的哪個量，從而得出結論；
（3）根據實驗現象確定乒乓球能夠水平移動的影響因素，然后推測乒乓球不移動的原因；
根據猜想C的內容，要驗證該猜想，應將乒乓球置于與圓心不同距離的位置，使圓心處水振動，

解答 解：（1）小帆用不同的力度沿豎直方向拍打水面，水振動強度不同，若發現乒乓球沒有水平移動，則說明：球是否能水平移動與水波大小無關；
（2）將質量不同的小木塊、小紙船、乒乓球置于平靜水面以O為圓心的同一圓上，改變了物體浸入水的深度，然后用手拍打，觀察現象，可驗證猜想B；
（3）根據題意，豎直方向拍打水，乒乓球不移動，其它方向拍打水，乒乓球都移動，當時小帆扔石子后，乒乓球沒有移動，說明石子幾乎是以豎直方向入水的；
猜想C被石子擊中的那部分水，將豎直方向的振動向外依次傳播而形成，而水并未水平移動，所以要驗證該猜想，應將幾個乒乓球分別放在以O點為圓心的不同同心圓上，用手以一定頻率沿豎直方向拍打水面O點處，觀察乒乓球的運動情況．
故答案為：（1）無關；（2）B；不可靠；沒有控制三個物體的質量相同；（3）豎直；將幾個乒乓球分別放在以O點為圓心的不同同心圓上，用手以一定頻率沿豎直方向拍打水面O點處，觀察乒乓球的運動情況．

點評 本題是探究性實驗，根據題目給出的幾個猜想，實驗中應采用控制變量法．要學會根據猜想方案來設計實驗，并學會根據實驗現象來總結結論．這些都是解決實驗題目應該具備的能力．