Question

17．物體只在重力作用下由靜止開始下落的運(yùn)動，叫做自由落體運(yùn)動，這種運(yùn)動只在沒有空氣的空間才能發(fā)生，在有空氣的空間，如果空氣的阻力相對于物體的重力可以忽略，物體的下落也可以近似地看作自由落體運(yùn)動，為了探究自由落體運(yùn)動時間與哪些因素有關(guān)，小剛同學(xué)有如下猜想：
猜想一：物體下落的時間與物體的材料有關(guān)；
猜想二：物體下落的時間與物體下落的高度有關(guān)；
猜想三：物體下落的時間與物體的質(zhì)量有關(guān)．
為了驗(yàn)證猜想的正確性，小剛和幾位同學(xué)用三個金屬球做了一系列實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄如表：

實(shí)驗(yàn)序號	材料	物體質(zhì)量/kg	下落高度/m	下落時間/s
1	鐵球	0.1	20	1.96
2	鐵球	0.1	30	2.47
3	鉛球	0.1	20	1.96
4	鉛球	0.2	20	1.96

（1）為了驗(yàn)證猜想一，應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)序號1、3；為了驗(yàn)證猜想二，應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)序號1、2；為了驗(yàn)證猜想三，應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)序號3、4．
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：自由落體運(yùn)動時間與物體下落的高度有關(guān)．
（3）如圖是小剛同學(xué)用照相機(jī)每隔相等的時間自動拍照一次，拍下的小球下落時的運(yùn)動狀態(tài)，可以看出小球在做變速（選填“勻速”或“變速”）直線運(yùn)動．
（4）小莉同學(xué)也對這個問題進(jìn)行了探究，她讓質(zhì)量相等的鐵球和紙團(tuán)同時從三樓由靜止開始下落，她發(fā)現(xiàn)兩者下落時間不相等，原因是空氣阻力對紙團(tuán)的影響較大，不能忽略．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)控制變量法，分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出符合要求的實(shí)驗(yàn)序號．
（2）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論．
（3）做勻速直線運(yùn)動的物體在相等時間內(nèi)的路程相等，做變速直線運(yùn)動的物體在相等時間內(nèi)的路程不相等，根據(jù)圖示照片判斷小球的運(yùn)動狀態(tài)．
（4）從空氣阻力的影響分析原因．

解答 解：（1）驗(yàn)證猜想一：物體下落的時間與物體的材料有關(guān)，需要控制小球的質(zhì)量、下落高度相同而材料不同，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)序號1、3符合要求；
驗(yàn)證猜想二：物體下落的時間與物體下落的高度有關(guān)，應(yīng)控制小球的材料與質(zhì)量相同而小球下落高度不同，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)序號1、2符合要求；
驗(yàn)證猜想三：物體下落的時間與物體的質(zhì)量有關(guān)，應(yīng)控制小球的材料與下落高度相同而小球的質(zhì)量不同，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)序號3、4符合要求；
（2）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：自由落體運(yùn)動時間與物體下落的高度有關(guān)，即猜想2是正確的．
（3）由圖示照片可知，在相等時間內(nèi)，小球下落的高度（路程）不同，隨時間的增加，小球路程越來越大，小球做變速直線運(yùn)動．
（4）質(zhì)量相等的鐵球和紙團(tuán)同時從三樓由靜止開始下落，由于紙團(tuán)受到的空氣阻力對紙團(tuán)運(yùn)動影響較大，不能忽略，而鐵球受到的空氣阻力對鐵球運(yùn)動的影響可以忽略，所以它們不能同時落地，所以它們的落地時間不同．
故答案為：（1）1、3；1、2；3、4；（2）物體下落的高度；（3）變速；（4）空氣阻力對紙團(tuán)的影響較大，不能忽略．

點(diǎn)評 本題是探究自由落體運(yùn)動下落時間的影響因素實(shí)驗(yàn)，通過猜想，與多個因素有關(guān)，所以要利用控制變量法，掌握控制變量法的應(yīng)用是正確解題的關(guān)鍵．同時考查了對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，及對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響因素．