Question

12．物體只在重力作用下由靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)．這種運(yùn)動(dòng)在真空中才能發(fā)生，在有空氣的空間，當(dāng)空氣阻力很小可以忽略時(shí)，物體的下落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)，小霞和同學(xué)作了如下猜想：
猜想一：物體自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的材料有關(guān)；
猜想二：物體自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的質(zhì)量有關(guān)．
為了驗(yàn)證猜想，他們分別將三個(gè)金屬球（提供金屬球：鐵球、鉛球；質(zhì)量：0.2kg，0.21kg，0.3kg）在20m高處由靜止釋放，測得金屬球落地時(shí)間，回答下列問題：
（1）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)的表格，表格中要有必要的實(shí)驗(yàn)記錄．
（2）他們選用金屬球而不選用棉花球或紙團(tuán)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣做的目的是C．（填入選項(xiàng)序號(hào)）
A．便于實(shí)驗(yàn)操作
B．便于實(shí)驗(yàn)觀察
C．相對(duì)空氣阻力較小，使運(yùn)動(dòng)更接近自由落體運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)更具科學(xué)性
（3）實(shí)驗(yàn)測得三個(gè)金屬球落地時(shí)間均為0.21s，據(jù)此可得結(jié)論物體自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的材料和質(zhì)量無關(guān)．
（4）若宇航員在月球上將小鐵片和羽毛在同一地點(diǎn)、同一高度同時(shí)由靜止釋放，則C．（填入選項(xiàng)序號(hào)）
A．鐵片先落地  B．羽毛先落地  C．鐵片和羽毛同時(shí)落地  D．鐵片和羽毛懸浮在空中．

Answer 1

分析 （1）表格內(nèi)容包括材料、質(zhì)量、下落時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)次數(shù)，據(jù)此設(shè)計(jì)表格；
（2）物體自由落體運(yùn)動(dòng)的前提是物體不受空氣阻力，因此做實(shí)驗(yàn)時(shí)，要盡量減小物體受到的空氣阻力，由此入手可以確定選取鐵球?qū)嶒?yàn)的原因．
（3）由表中數(shù)據(jù)可以看出，材料不同質(zhì)量不同的小球從相同高度開始做自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，這說明物體自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的材料和質(zhì)量無關(guān)．
（4）由（3）結(jié)論可知應(yīng)為同時(shí)落地．

解答 解：（1）表格內(nèi)容包括材料、質(zhì)量、下落時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)次數(shù)，表格如下圖：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	材料	質(zhì)量/kg	下落時(shí)間/s
1	鐵球	0.2
2	鐵球	0.2
3	鉛球	0.4

（2）自由落體的條件就是盡可能的減小物體受到的空氣阻力，金屬球相對(duì)于棉球，受到的空氣阻力更小，運(yùn)動(dòng)更接近自由落體運(yùn)動(dòng)．故選C．
（3）分析比較表中的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是：物體自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的材料和質(zhì)量無關(guān)；
（4）由（3）得出的結(jié)論可知，由于月球上沒有空氣，所以在地點(diǎn)相同，高度相等時(shí)，小鐵片和羽毛將同時(shí)落地，故選C．
故答案為：（2）C；（3）物體自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的材料和質(zhì)量無關(guān)；（4）C．

點(diǎn)評(píng) 本題是利用控制變量法進(jìn)行的探究實(shí)驗(yàn)．控制變量法：就是在研究和解決問題的過程中，對(duì)影響事物變化規(guī)律的因素和條件加以人為控制，只改變某個(gè)變量的大小，而保證其它的變量不變，最終解決所研究的問題．在本題中控制了形狀、地點(diǎn)、高度相同，研究物體自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢因素．