题目内容
【题目】物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动,这种运动只在没有空气的空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力相对物体的重力比较小,可以忽略,物体的下落也可以近似地看作自由落体运动。
(1)为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关,天健物理学习研究小组提出了如下猜想:
猜想一:物体下落的时间与物体的材料有关;
猜想二:物体下落的时间与物体的质量有关;
猜想三:物体下落的时间与物体下落的高度有关。
为验证猜想的正确性,天健小组同学用6个金属球做了一系列实验,实验数据记录如下:
①为了验证猜想一,应比较实验序号为_________的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体的材料_________(选填“有关”或“无关”).
②为了验证猜想二,应比较实验序号为_________的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体的质量_________(选填“有关”或“无关”)。
③为了验证猜想三,应比较实验序号为_________的实验数据;分析可知,物体下落的时间与物体下落的高度_________(选填“有关”或“无关”)。
(2)勇为物理学习研究小组也对这个问题进行了研究,他们让质量相等的铁球和纸团同时从同一高度由静止开始下落,他们发现两者下落时间不相等,原因是:__________________。
(3)如图甲是天健实验小组绘制的金属球由静止自由下落的高度h与时间t关系图象;则乙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图象中,正确的图象是_________。
【答案】 1、2、3 无关 1、6 无关 2、4 有关 纸团受到的空气阻力较大 C
【解析】(1)①为了验证猜想一:物体下落的时间与物体的材料有关,应控制物体的质量与下落高度相同而材料不同,由表中实验数据可知,验证猜想一,应比较实验序号为1、2和3的实验数据;由实验数据可知,物体下落的时间与物体的材料无关;
②为了验证猜想二:物体下落的时间与物体的质量有关,应控制物体的材料与下落高度相同而物体的质量不同,由表中实验数据可知,为了验证猜想二,应比较实验序号为1和6的实验数据;由表中实验数据可知,物体下落的时间与物体的质量无关;
③为了验证猜想三:物体下落的时间与物体下落的高度有关,应控制物体的材料与质量相同而下落高度不同,由表中实验数据可知,为验证猜想三,应比较实验序号为2和4的实验数据;由表中实验数据可知,物体下落的时间与物体下落的高度有关;
(2)质量相等的铁球和纸团,纸团的体积大,纸团受到的空气阻力大,空气阻力对纸团的影响较大,因此它们同时从同一高度由静止开始下落,他们发现两者下落时间不相等;
(3)重力做功:W=Fs=mgh,mg是常数,因此W与h成正比,W与t的关系和h与t的关系相似,由图示图象可知,图C所示图象与图甲所示图象相似,故C正确,故选C。