题目内容

2．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，物理学习研究小组（一）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，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：
实验序号材料质量（g）下落高度（m）下落时间（s）
1铁球50101.43
2铝球50101.43
3铜球50101.43
4铝球50151.75
5铜球80202.02
6铁球80101.43
①为了验证猜想一，应比较实验序号为1、2和3的实验数据；分析可知，物体下落的时间与物体的材料无关（选填“有关”或“无关”）．
②为了验证猜想二，应比较实验序号为1、6的实验数据；分析可知，物体下落的时间与物体的质量无关（选填“有关”或“无关”）．
③为了验证猜想三，应比较实验序号为2、4的实验数据；分析可知，物体下落的时间与物体下落的高度有关（选填“有关”或“无关”）．
（2）物理学习研究小组（二）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：质量相等的铁球和纸团，纸团的体积大，受到的空气阻力较大
（3）图甲是某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；则图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C．

分析 （1）探究影响物体下落时间的因素实验需要应用控制变量法，根据实验目的确定需要控制的变量，分析表中实验数据然后答题．
（2）从阻力对实验影响的角度分析答题．
（3）根据功的计算公式W=Fs与图示图象分析答题．

解答 解：（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；
故答案为：（1）①无关；②1、6；无关；③2、4；有关；（2）质量相等的铁球和纸团，纸团的体积大，受到的空气阻力较大；（3）C．

点评 解决本题的关键是控制变量法的掌握和应用，控制变量法：就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制，只改变某个变量的大小，而保证其它的变量不变，最终解决所研究的问题．

练习册系列答案
相关题目
12．某学习小组利用图甲体验“模拟引力”之后，进一步思考：绳子的拉力大小与什么因素有关？并提出了如下猜想：
猜想A：与小球的质量大小有关；
猜想B：与小球运动的快慢有关；
猜想C：与绳子的长度有关．
为了验证猜想，学习小组于是进行实验探究：用一根细绳子的一端拴住一个小球，用手抓住绳子的另一端，抡动细绳，让小球在光滑水平面上做圆周运动，如图乙所示．实验中，用手感受绳子的拉力大小．做几次实验后，得到实验数据如表：
实验次数小球的质量（g）运动的快慢绳子的长度（cm）绳子的拉力
115慢10很小
220慢10小
320快10大
420快15很大
（1）实验中，小球在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力（不计空气阻力）．
（2）实验中，小球的运动方向是变化的，说明其运动状态一定（一定/不一定）改变．
若绳子断了，小球继续运动，那是因为小球具有惯性．
（3）分析对比实验次数1、2的数据，可以初步验证猜想A，分析对比实验次数的数据，可以初步验证猜想B．
（4）本实验采用的研究方法有转换法和控制变量法．
13．把铜片和铁片插到菠萝中，就成为一个水果电池．
（1）铜片和铁片哪个是正极？写出你的判断方法：可以把电流表或电压表的接线柱分别接在铁片和铜片，根据指针的偏转方向判断．
（2）换用其他的不同金属或水果再做一个水果电池．在做过的水果电池中，用哪两种金属做电极、用什么样水果得到的电压最高？某同学通过实验得到如表的实验数据：你的实验结论是用菠萝作为水果，用铜和铝作为电极的水果电池的电压最高．
电极水果
正极负极菠萝苹果猕猴桃
铜铝0.2V0.1V0.08V
铜铁0.1V0.05V0.06
铝铁0.02V0.01V0.05V
（3）在探究的过程中，有同学提出猜想水果电池的电压可能与：
①两金属片之间的距离有关；
②两金属片插入水果中的深度有关．
请你设计研究水果电池的电压与两金属片插入水果中的距离是否有关的实验．
要求：写出实验步骤两块金属片相距一定的距离插入西红柿，记下插入的深度，观察并记录电压表示数．改变两金属片间的距离，仍插入相同的深度，再观察并记录电压表示数．比较两次电压表示数的大小与距离的关系．
（4）如果设法用自制水果电池为小灯泡供电，为了使小灯泡的亮度明显一些，你可以怎样做？将几个水果电池串联起来对小灯泡供电（说出一点即可）．
（5）目前人们乱扔废旧电池的现象非常普遍．请你针对这种现象，给有关部门提出二条合理建议：回收废旧电池，回收废旧电池；垃圾分类处理．
10．以下交通警示语中，与惯性知识无关的是（　　）
A．汽车尾部贴有“保持车距”B．公路旁立有“雨天路滑，减速慢行”
C．汽车在夜间行驶，车内严禁开灯D．交通规则写有“行车时系好安全带”
17．探究篮球反弹性能的强弱与哪些因索有关？
【猜想与假设】
猜想一：可能与篮球的材质有关；
猜想二：可能与篮球的充气情况有关．
【制定计划与设计实验】
在探究猜想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球．设计了以下实验方案．
方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度；
方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落．观察比较它们反弹后的高度；
方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同的高度．观察比较它们所需自由下落高度．
【评估与交流】
（1）按照方案一探究，实验操作的困难之处是很难控制向下拍的力相同．
（2）按照方案二探究．篮球反弹后的高度越高，反弹性能就越强；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，我们把这种研究方法称之为转换法．
（3）按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越高，反弹性能就越弱．
【拓展应用】类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的比值来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越强．
7．夏天，同样受日光照射的水和铁块，为什么水不是很热，而铁块有烫手的感觉？
14．如图所示，置于水平地面上的立柱质量为M，有一质量为m的猴子从立柱上滑下．已知猴子沿立柱滑下时，受到摩擦力为f，则猴子滑下时立柱对地面的压力为Mg+fN，若猴子增加对立柱的水平压力，则它受到的摩擦力变大（选填“变大”、“不变”或“变小”）．
11．科学家在最近一次TechCrunch Disrupt大会上展示了一种新技术：用WiFi信号给手机实现真正的“远程”无线充电，它的原理是把wifi信号转化为变化的电流，下面哪个实验与这个原理相似（　　）
A．B．C．D．
12．在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下几种猜想：
A．与物体运动的速度有关
B．与物体接触面的粗糙程度有关
C．与物体接触面的压力大小有关

（1）在某次分组实验中，两组同学分别设计了如图甲、乙所示的实验装置，你认为乙装置更加科学准确．
（2）如表是小李同学的实验数据
实验次数压力木板表面木块放置运动速度测力计F的度数/N
1一个木块比较光滑平放慢2.2
2一个木块较光滑平放快2.2
3一个木块表面加毛巾平放快3.8
上述实验数据可以用来验证A猜想是错误的，B猜想是正确的．（填“正确”或“错误”）
（3）小张同学通过实验探究滑动摩擦力和压力的关系，得到的实验数据如表所示，并据此画出了摩擦力f和压力F压的关系图线，如图丙所示．
实验次数压力F压/N滑动摩擦力f/N
1202.2
2404.4
3606.6
4808.8
可以得到的结论是：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比．

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