题目内容
10．
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，如果空气的阻力相对于物体的重力可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动．为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，小刚同学有如下猜想：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下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关．
为了验证猜想的正确性，小刚和几位同学用三个金属球做了一系列实验，数据记录如表：
| 实验 序号 | 材料 | 物体 质量/kg | 下落 高度/m | 下落 时间/s |
| 1 | 铁球 | 0.1 | 20 | 1.96 |
| 2 | 铁球 | 0.1 | 30 | 2.47 |
| 3 | 铅球 | 0.1 | 20 | 1.96 |
| 4 | 铅球 | 0.2 | 20 | 1.96 |
（2）实验结论：自由落体运动时间与物体下落的高度有关．
（3）图是小刚同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次，拍下的小球下落时的运动状态，可以看出小球在做变速（选填“匀速”或“变速”）直线运动．
（4）小莉同学也对这个问题进行了探究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间不相等，原因是空气阻力对纸团的影响较大，不能忽略．
分析 （1）根据控制变量法，分析表中实验数据，找出符合要求的实验序号．
（2）分析表中实验数据得出结论．
（3）做匀速直线运动的物体在相等时间内的路程相等，做变速直线运动的物体在相等时间内的路程不相等，根据图示照片判断小球的运动状态．
（4）从空气阻力的影响分析原因．
解答 解：（1）验证猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关，需要控制小球的质量、下落高度相同而材料不同，由表中实验数据可知，实验序号1、3符合要求；
验证猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关，应控制小球的材料与质量相同而小球下落高度不同，由表中实验数据可知，实验序号1、2符合要求；
验证猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关，应控制小球的材料与下落高度相同而小球的质量不同，由表中实验数据可知，实验序号3、4符合要求；
（2）分析表中实验数据可知：自由落体运动时间与物体下落的高度有关，即猜想2是正确的．
（3）由图示照片可知，在相等时间内，小球下落的高度（路程）不同，随时间的增加，小球路程越来越大，小球做变速直线运动．
（4）质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，由于纸团受到的空气阻力对纸团运动影响较大，不能忽略，而铁球受到的空气阻力对铁球运动的影响可以忽略，所以它们不能同时落地，所以它们的落地时间不同．
故答案为：（1）1、3；1、2；3、4；（2）物体下落的高度；（3）变速；（4）空气阻力对纸团的影响较大，不能忽略．
点评 本实验应用了控制变量法，掌握控制变量法的应用是正确解题的关键．
练习册系列答案
相关题目
20．
磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究磁体对铁钉的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与探究并解决一些问题．
（1）如图，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下面能吸附的铁钉数量，显示磁体对铁钉吸引力的大小．
铁钉的放置有图中的甲、乙两种方法，依据二力平衡的原理，铁钉在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中乙的方法．
（2）选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的铁钉个数，多次实验后将数据记录在下表中．
①分析数据，可以得出，在其它条件相同时，放入铁板或镍板，吸引铁钉的数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响较大，即对磁性屏蔽效果明显．
②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是铝不能被磁化．
③铝是导体，陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体，从表中数据知道，它们对吸引力影响效果相同．据此，你提出一个值得探究的问题：磁体屏蔽的效果与哪些因素有关
（3）他们在纸片上分别放入形状和厚度相同、面积不同的铁板．发现铁板面积越大，吸住的铁钉数量越少．
（4）日常生活中，磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象．请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质，再写出一种保护磁卡磁性的方法：磁卡放入铁盒中．
磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究磁体对铁钉的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与探究并解决一些问题．（1）如图，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下面能吸附的铁钉数量，显示磁体对铁钉吸引力的大小．
铁钉的放置有图中的甲、乙两种方法，依据二力平衡的原理，铁钉在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中乙的方法．
（2）选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的铁钉个数，多次实验后将数据记录在下表中．
| 磁体与纸片之间放入的物体 | 不放物体 | 铁板 | 镍板 | 铝板 | 陶瓷板 | 玻璃板 | 塑料板 |
| 吸引铁钉数量/个 | 4 | 1 | 1 | 3 | 3 | 3 | 3 |
②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是铝不能被磁化．
③铝是导体，陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体，从表中数据知道，它们对吸引力影响效果相同．据此，你提出一个值得探究的问题：磁体屏蔽的效果与哪些因素有关
（3）他们在纸片上分别放入形状和厚度相同、面积不同的铁板．发现铁板面积越大，吸住的铁钉数量越少．
（4）日常生活中，磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象．请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质，再写出一种保护磁卡磁性的方法：磁卡放入铁盒中．
1．星期天我校某班同学骑自行车去郊游，小明同学用同样大小的力推两名骑自行车的同学，结果发现质量较小的同学速度增加较快，质量较大的同学速度增加较慢．爱思考的小明猜想：物体速度增加的快慢可能与质量有关．为了验证自己的猜想，他和其他同学到实验室进行了以下实验．实验过程如图所示：
（1）将表中所缺的数据补充完整．
（2）分析实验数据，他们验证了小明的猜想并得出物体每秒速度的增加量△v与其质量m之间的关系是：物体所受的外力一定时，物体每秒速度的增加量△v与其质量m成反比．
（3）从这个实验可以进一步得出，力是改变物体运动状态的原因，质量是物体抵抗运动状态改变的原因．
（4）完成此实验时的要求是实验桌面光滑水平，钩码的质量相同从而保证拉力一样．
| 实验 序号 | 小车及砝码的质量m（kg） | 开始的速度v0（m/s） | 1秒末的速度v1（m/s） | 2秒末的速度v2（m/s） | 每秒速度的增加量△v（m/s） |
| 1 | 0.5 | 0 | 1 | 2 | 1 |
| 2 | 1 | 0 | 0.5 | 1 | |
| 3 | 2 | 0 | 0.25 | 0.5 | 0.25 |
（2）分析实验数据，他们验证了小明的猜想并得出物体每秒速度的增加量△v与其质量m之间的关系是：物体所受的外力一定时，物体每秒速度的增加量△v与其质量m成反比．
（3）从这个实验可以进一步得出，力是改变物体运动状态的原因，质量是物体抵抗运动状态改变的原因．
（4）完成此实验时的要求是实验桌面光滑水平，钩码的质量相同从而保证拉力一样．
在力学实验复习时，小红到实验室用小车、弹簧、毛巾、棉布、玻璃等器材做了下面的探究实验．实验装置及步骤如下：
15．
小明和小亮在学校的乒乓球台上玩弹玻璃球的游戏，一不小心玻璃球就会滚到台下，他们注意到，球的落地点时远时近．那么，玻璃球的落地点到球台的水平距离会和哪些因素有关呢？小明作出下列猜想：
猜想1：小球的落地点到球台的水平距离可能与小球的质量有关；
猜想2：小球的落地点到球台的水平距离可能与球台的高度有关；
猜想3：小球的落地点到球台的水平距离可能与小球的速度有关．
（1）小明想按图所示，用玻璃球、高度可调的桌子和斜面等完成实验，实验还需要的器材是刻度尺．
（2）在实验中，需要测量落地点O到球台的水平距离，请你运用学过的物理知识帮助他们确定这一距离的起点O的位置（写出具体的方法和原理）．
方法：在桌子的边缘上让小球自由下落，
原理：重力的方向总是竖直向下．
（3）小明让不同质量的小球从斜面的同一高度滚下，测得小球的落地点到球台的水平距离均相同．这说明猜想1是错误（正确/错误）的．
（4）小明让同一玻璃球，从斜面的同一高度滚下，实验完成后得到如上表的数据，则可验证猜想2，可得到的结论是：小球的初速度一定时，球台的高度越高，小球的落地点到球台的水平距离越大．
（5）请设计一个简单实验，验证猜想3是否正确，简述你的实验方案．
简要做法：保持球台的高度不变，使同一小球从斜面的不同高度滚下，测量出小球的落地点到球台的水平距离．
如何判断：若小球的落地点到球台的水平距离不相等，则说明球的落地点到球台的水平距离与小球的速度有关；（若小球的落地点到球台的水平距离相等，则说明球的落地点到球台的水平距离与小球的速度无关）．
小明和小亮在学校的乒乓球台上玩弹玻璃球的游戏，一不小心玻璃球就会滚到台下，他们注意到，球的落地点时远时近．那么，玻璃球的落地点到球台的水平距离会和哪些因素有关呢？小明作出下列猜想：| 同一玻璃球，h=0.2m | ||
| 次序 | 球台高度/m | 小球的落地点到球台的水平距离/m |
| 1 | 0.5 | 0.63 |
| 2 | 1.0 | 0.89 |
| 3 | 1.5 | 1.09 |
猜想2：小球的落地点到球台的水平距离可能与球台的高度有关；
猜想3：小球的落地点到球台的水平距离可能与小球的速度有关．
（1）小明想按图所示，用玻璃球、高度可调的桌子和斜面等完成实验，实验还需要的器材是刻度尺．
（2）在实验中，需要测量落地点O到球台的水平距离，请你运用学过的物理知识帮助他们确定这一距离的起点O的位置（写出具体的方法和原理）．
方法：在桌子的边缘上让小球自由下落，
原理：重力的方向总是竖直向下．
（3）小明让不同质量的小球从斜面的同一高度滚下，测得小球的落地点到球台的水平距离均相同．这说明猜想1是错误（正确/错误）的．
（4）小明让同一玻璃球，从斜面的同一高度滚下，实验完成后得到如上表的数据，则可验证猜想2，可得到的结论是：小球的初速度一定时，球台的高度越高，小球的落地点到球台的水平距离越大．
（5）请设计一个简单实验，验证猜想3是否正确，简述你的实验方案．
简要做法：保持球台的高度不变，使同一小球从斜面的不同高度滚下，测量出小球的落地点到球台的水平距离．
如何判断：若小球的落地点到球台的水平距离不相等，则说明球的落地点到球台的水平距离与小球的速度有关；（若小球的落地点到球台的水平距离相等，则说明球的落地点到球台的水平距离与小球的速度无关）．
2．
某小组同学研究柱形物体浸入液体的过程中液体对容器底部压力的变化情况，他们将高H为0.15米、横截面积为S的 圆柱体挂在测力计下，并将其逐步浸入同一容器的液体中（液体不溢出），如图所示，记录其下表面到水面的距离h，计算出相邻两次实验中h的变化量△h，并测得容器底部受到液体的压力F液，将数据记录在表一中．然后，他们变换液体重复实验，将数据记录在表二中．（已知：r1＞r2）
表一（液体密度为r1）
表二（液体密度为r2）
①分析比较实验序号1～6或9～14中F液与h的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同一柱形物体浸入同种液体过程中，液体对容器底部的压力随柱体浸入液体深度的增大而增大．
②分析比较实验序号1～6和9～14中△F液与△h的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同一柱形物体浸入同种液体中，△h相同，液体密度越大，△F越大．
③分析比较实验序号7、8或15、16中的数据及相关条件，发现数据与上述的结论不相符合，简述数据与小红结论不符的原因柱体浸没在液体中．
④请进一步综合分析表一、表二的相关数据，并归纳得出结论．
（a）分析比较实验序号1～6或9～14中△F液和△h的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在柱形物浸入同种液体的过程中，△F液与△h成正比．
（b）分析比较实验序号1～6和9～14中△F液和△h的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在柱形物浸入不同液体的过程中，△h相同时，不同的液体，△F液不同．
该小组同学认为物体浸入液体的过程中容器底部受到液体压力的增加量△F液除了与h和液体种类有关之外，可能还与物体自身的形状有关，为了验证自己的想法，需添加的器材为正方体乙．
器材：圆柱体甲 高 H=0.15米 横截面积 2S；
正方体乙 边长H=0.15米 横截面积 S；
圆柱体丙 高 H=0.2米 横截面积 S．
某小组同学研究柱形物体浸入液体的过程中液体对容器底部压力的变化情况，他们将高H为0.15米、横截面积为S的 圆柱体挂在测力计下，并将其逐步浸入同一容器的液体中（液体不溢出），如图所示，记录其下表面到水面的距离h，计算出相邻两次实验中h的变化量△h，并测得容器底部受到液体的压力F液，将数据记录在表一中．然后，他们变换液体重复实验，将数据记录在表二中．（已知：r1＞r2）表一（液体密度为r1）
| 实验 序号 | h（米） | F 液（牛） | △h（米） | △F液（牛） |
| 1 | 0 | 20.0 | 0.01 | 1.0 |
| 2 | 0.01 | 21.0 | ||
| 3 | 0.02 | 22.0 | 0.02 | 2.0 |
| 4 | 0.04 | 24.0 | ||
| 5 | 0.05 | 25.0 | 0.03 | 3.0 |
| 6 | 0.08 | 28.0 | ||
| 7 | 0.15 | 35.0 | 0.01 | 0 |
| 8 | 0.16 | 35.0 |
| 实验 序号 | h（米） | F液（牛） | △h（米） | △F液（牛） |
| 9 | 0 | 20.0 | 0.01 | 0.8 |
| 10 | 0.01 | 20.8 | ||
| 11 | 0.02 | 21.6 | 0.02 | 1.6 |
| 12 | 0.04 | 23.2 | ||
| 13 | 0.05 | 24.0 | 0.03 | 2.4 |
| 14 | 0.08 | 26.4 | ||
| 15 | 0.15 | 32.0 | 0.02 | 0 |
| 16 | 0.17 | 32.0 |
②分析比较实验序号1～6和9～14中△F液与△h的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同一柱形物体浸入同种液体中，△h相同，液体密度越大，△F越大．
③分析比较实验序号7、8或15、16中的数据及相关条件，发现数据与上述的结论不相符合，简述数据与小红结论不符的原因柱体浸没在液体中．
④请进一步综合分析表一、表二的相关数据，并归纳得出结论．
（a）分析比较实验序号1～6或9～14中△F液和△h的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在柱形物浸入同种液体的过程中，△F液与△h成正比．
（b）分析比较实验序号1～6和9～14中△F液和△h的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在柱形物浸入不同液体的过程中，△h相同时，不同的液体，△F液不同．
该小组同学认为物体浸入液体的过程中容器底部受到液体压力的增加量△F液除了与h和液体种类有关之外，可能还与物体自身的形状有关，为了验证自己的想法，需添加的器材为正方体乙．
器材：圆柱体甲 高 H=0.15米 横截面积 2S；
正方体乙 边长H=0.15米 横截面积 S；
圆柱体丙 高 H=0.2米 横截面积 S．
如图所示，边长为0.2m的均匀正方体甲和盛有水的底面积为9×10-2m2的薄壁圆柱形容器乙放在水平地面上，乙容器足够高．现将甲浸入水中（甲在水中沉底）．