在少年宮通過天文望遠鏡觀看月球時,科技輔導員介紹說月球表面的環形山(月坑)是流星撞擊而形成,如下圖左所示. 小明聽后由此引發猜想:月坑的深度可能跟流星的體積、質量、速度有關.為驗證自己的猜想,他設計了用小球撞擊砂子的模擬實驗,裝置如下圖右.他找來幾個不同質量、體積的小球,并以小球下落的高度h來控制撞擊速度.經過實驗,他得到表中的數據.請你分析表中的數據,回答下列問題:
(1)由1、2、3三組數據可得出,砂坑的深度與小球________有關的初步結論;
(2)由3、4、5三組數據可得出,砂坑的深度與小球________有關的初步結論;
(3)由________三組數據可得出,砂坑的深度與小球質量有關的初步結論;
(4)以上探究使用的是________法,綜合上述的結論可知,當流星的速度越________、體積越________、質量越________時,在月球表面撞出的月坑就越深.(選填“大”或“小”)
實驗 序號 | 質量 m/g | 體積 V/cm3 | 下落高度 h/cm | 坑的深度 d/mm |
1 | 20 | 7.5 | 50 | 2.6 |
2 | 20 | 7.5 | 60 | 3.5 |
3 | 20 | 7.5 | 70 | 5.0 |
4 | 20 | 2.5 | 70 | 11.3 |
5 | 20 | 1.8 | 70 | 12.4 |
6 | 60 | 7.5 | 70 | 14.6 |
7 | 85 | 7.5 | 70 | 15.9 |
解:(1)從前三組數據可得,小球的質量、體積相同時,下落高度越大,小球接觸砂時的速度越大,坑的深度越大;因此該組數據是探究坑的深度與小球速度的關系;
(2)從4、5、6組數據可得,小球的質量和下落高度相同時,小球的體積越小,坑的深度越大;因此該組數據是探究坑的深度與小球體積的關系;
(3)在探究砂坑的深度與小球質量的關系時,需控制小球的體積、下落高度相同,因此實驗數據3、6、7可以探究砂坑的深度與小球質量的關系;
(4)通過上面三個小題的探究,顯然使用控制變量法進行探究,綜上所述可得,當流星的速度越大、體積越小、質量越大時,在月球表面撞出的月坑就越深.
故答案為:
(1)速度;
(2)體積;
(3)3、6、7;
(4)控制變量; 大; 小; 大
根據表格中的數據,結合問題中涉及的物理量,通過質量、體積、下落高度和坑的深度的變化,找出其中的物理規律并進行歸納總結.
點評:本題需要學生利用控制變量法對表格進行分析,并依據地球和月球的不同,猜想其他可能有關的因素.