题目内容

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，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动．为了探究自由落体运动快慢与哪些因素有关，小明有如下猜想：
猜想一：物体下落的快慢与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的快慢与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的快慢与物体的质量有关．
为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列的实验，实验数据记录如下：
实验序号材料下落高度
（m）下落时间
（s）
1 铁球 20 1.96
2 铁球 30 2.47
3 铅球 20 1.96
（1）为验证猜想一，应比较实验序号和，结论是：．
（2）请你帮助小明验证猜想三：
①器材：0.5kg的铁球A、1kg的铁球B和皮尺，还需要的器材是；
②实验步骤：．

解：（1）要验证物体下落的快慢与物体的材料有关，就必须控制物体的下落高度相同，而材料不同．从表格中的数据可知，序号1和3的下落高度相同，材料不同，所以应比较实验序号1和3；
当铁球和铅球从同一高度下落时，它们下落的时间是相同的，所以它们的下落快慢是相同的，所以可得出的结论是：在下落高度相同时，物体下落的快慢与材料无关．
（2）①要验证物体下落的快慢与物体的质量是否有关，就必须控制不同质量的小球从同一高度下落．所以需要秒表来测量小球从同一高度下落的时间；
②第一步：让A球从某一高度由静止下落，用秒表测出A球下落的时间为t_A；
第二步：让B球从同一高度由静止下落，用秒表测出B球下落的时间为t_B．
故答案为：
（1）1；3；在下落高度相同时，物体下落的快慢与材料无关；
（2）①秒表；
②第一步：让A球从某一高度由静止下落，用秒表测出A球下落的时间为t_A；
第二步：让B球从同一高度由静止下落，用秒表测出B球下落的时间为t_B．
分析：（1）解答本题应用控制变量的思想去分析，既然是要验证猜想一，而猜想一是物体下落的快慢与物体的材料有关，所以应选择其它因素都相同，只有材料不同的两组序号；
要想得出结论，就需要看这两组序号中物体下落的时间是什么关系：若时间不相同，则说明物体下落快慢与材料有关；若时间相同，则说明物体下落快慢与材料无关；
（2）①要验证猜想三，就必须控制它们的高度相同，然后通过比较时间来比较它们的下落快慢，时间的测量需要用秒表；
②按照控制变量法的方法完成两次或多次测量，测出不同质量的小球从同一高度下落到地面的时间．
点评：对于此类实际问题，要结合控制变量法进行分析解答，知道应该控制哪些因素不变，改变哪些因素．

实验序号	材料	下落高度（m）	下落时间（s）
1	铁球	20	1.96
2	铁球	30	2.47
3	铅球	20	1.96

实验序号	材料	物体质量（kg）	下落高度（m）	下落时间（s）
1	铁球	1	20	1.96
2	铁球	1	30	2.47
3	铅球	1	20	1.96
4	铅球	2	20	1.96

实验序号	材料	质量/㎏	下落时间/s
1	铁球	0.2	2.05
2	铁球	0.4	2.05
3	铅球	0.4	2.05

小球编号	1	2	3	4
小球质量（×10^-2kg）	2	5	45	40
小球半径（×10^-3m）	0.5	0.5	1.5	2
小球的收尾速度m/s	16	40	40	20

试题分类