Question

4．物體只在重力作用下由靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由運(yùn)動(dòng)．這種運(yùn)動(dòng)只在沒(méi)有空氣的作用比較小，可以忽略，物體的下落也可以近似地看作自由落體運(yùn)動(dòng)．為了探究自由落體運(yùn)動(dòng)快慢與哪些因素有關(guān)，小明有如下猜想：猜想一：物體下落的快慢與物體的材料有關(guān)；
猜想二：物體下落的快慢與物體下落的高度有關(guān)；
猜想三：物體下落的快慢與物體的質(zhì)量有關(guān)．
為驗(yàn)證猜想的正確性，幾位同學(xué)用三個(gè)金屬球做了一系列的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	材料	下落高度（m）	下落時(shí)間（s）
1	鐵球	20	1.96
2	鐵球	30	2.47
3	鉛球	20	1.96

（1）為驗(yàn)證猜想一，應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1和3，結(jié)論是：在下落高度相同時(shí)，物體下落的快慢與材料無(wú)關(guān)．
（2）請(qǐng)你幫助小明驗(yàn)證猜想三的實(shí)驗(yàn)方案．
（3）小敏同學(xué)也對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究，她讓兩片完全相同的紙（一張平展，另一張對(duì)折）同時(shí)從三樓由靜止開(kāi)始下落，她發(fā)現(xiàn)兩片紙 不同時(shí)著地，此下落過(guò)程中兩片紙做的 是不是自由落體運(yùn)動(dòng)？為什么？

Answer 1

分析 （1）解答本題應(yīng)用控制變量的思想去分析，既然是要驗(yàn)證猜想一，而猜想一是物體下落的快慢與物體的材料有關(guān)，所以應(yīng)選擇其它因素都相同，只有材料不同的兩組序號(hào)；
要想得出結(jié)論，就需要看這兩組序號(hào)中物體下落的時(shí)間是什么關(guān)系：若時(shí)間不相同，則說(shuō)明物體下落快慢與材料有關(guān)；若時(shí)間相同，則說(shuō)明物體下落快慢與材料無(wú)關(guān)；
（2）①要驗(yàn)證猜想三，就必須控制它們的高度相同，然后通過(guò)比較時(shí)間來(lái)比較它們的下落快慢，時(shí)間的測(cè)量需要用秒表；
②按照控制變量法的方法完成兩次或多次測(cè)量，測(cè)出不同質(zhì)量的小球從同一高度下落到地面的時(shí)間；
③比較時(shí)間關(guān)系，從而得出結(jié)論；
（3）根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷是同時(shí)落地還是不同時(shí)落地；
紙片下落過(guò)程中會(huì)受到空氣的阻力影響．

解答 解：（1）要驗(yàn)證物體下落的快慢與物體的材料有關(guān)，就必須控制物體的下落高度相同，而材料不同．從表格中的數(shù)據(jù)可知，序號(hào)1和3的下落高度相同，材料不同，所以應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1和3；
當(dāng)鐵球和鉛球從同一高度下落時(shí)，它們下落的時(shí)間是相同的，所以它們的下落快慢是相同的，則物體下落的快慢與材料無(wú)關(guān)．
（2）①讓A球從某一高度由靜止下落，用秒表測(cè)出A球下落的時(shí)間為t_A；
②讓B球從同一高度由靜止下落，用秒表測(cè)出B球下落的時(shí)間為t_B；
③若t_A=t_B，則物體下落快慢與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)；
若t_A≠t_B，則物體下落快慢與物體質(zhì)量有關(guān)．
（3）雖然兩片紙的質(zhì)量相同且都從同一高度下落，但由于它們的面積不同，所以在下落過(guò)程中受到的空氣阻力不同，對(duì)折的紙片會(huì)下下落到地面，平展的紙片會(huì)后下落到地面；
由于自由落體運(yùn)動(dòng)是指物體只在重力作用下由靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，而紙片在下落過(guò)程中受到的空氣阻力相對(duì)于重力是比較大的，不能忽略，所以紙片在下落過(guò)程中做的不是自由落體運(yùn)動(dòng)．
故答案為：（1）1；3；在下落高度相同時(shí)，物體下落的快慢與材料無(wú)關(guān)；
（2）①讓A球從某一高度由靜止下落，用秒表測(cè)出A球下落的時(shí)間為t_A；
②讓B球從同一高度由靜止下落，用秒表測(cè)出B球下落的時(shí)間為t_B；
③若t_A=t_B，則物體下落快慢與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)；
若t_A≠t_B，則物體下落快慢與物體質(zhì)量有關(guān)．
（3）不是；受空氣阻力的影響．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的內(nèi)容雖然是高中物理的知識(shí)，但本題考查的方法卻是初中物理經(jīng)常用到的方法-控制變量法．所以對(duì)于不是初中物理知識(shí)的實(shí)驗(yàn)題，我們也可以采用控制變量法去完成它，也就是說(shuō)我們學(xué)習(xí)物理更重要的是要掌握方法，當(dāng)我們遇到新的問(wèn)題時(shí)，也可以自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去解決它，不能只停留在我學(xué)過(guò)的、我會(huì)的實(shí)驗(yàn)題上．