篮球运动员传球时,篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中,小明觉得好奇:篮球击地面后,反弹方向与哪些因素有关呢?与同学讨论后,他们觉得可以用弹性小球代替篮球,对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究,并提出了三种猜想。
猜想1:与小球撞击地面前是否旋转有关;
猜想2:与小球撞击地面时的入射方向有关;
猜想3:与地面的粗糙程度有关。
(1)对于猜想1,联想到旋转的乒乓球打到球台后,反弹的路线发生明显变化,由此判断猜想1是 的。
(2)为验证猜想2和3,同学们设计了如图甲所示的装置,每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端,由静止弹出并撞击地面,分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α,测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β,记录数据如表。
①对猜想2,分析数据可得β与α的定性关系是: ,说明该猜想是正确的。
②对猜想3,小虎认为:表中α一定时,各次测得的β不等,这是由测量误差引起的,所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点,理由是 。
(3)用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片,如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 cm;小球上标有“直径4cm”字样,请估测小球从O运动至D的平均速度为 m/s。
②小球是从图乙中的 (选填“A”、“B”或“C”)位置开始入射的。
(4)同学们分析:当α一定时,地面越光滑,β值与α越接近,由此推理,如果地面没有摩擦,则β与α应相等。请写出一个用此思想方法研究问题的实例: 。
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