题目内容

15．小明和小亮在操场上玩耍时发现水平抛出的几个物体落地时间有差异，善于观察的他们想到水平抛出物体的这个“落地时间”与什么因素有关呢？思考讨论后他们提出了如下猜想：
猜想一：与抛出物体的质量有关；
猜想二：与水平抛出的速度有关；
猜想三：与水平抛出点的离地高度有关．
为了验证以上猜想，他们从探究实验室借来能控制发射速度的弹射器、两个质量分别为10kg和20kg的小钢球、刻度尺等实验器材，依照物理学习中的科学方法，在老师的帮助下按照如图的方法进行了实验探究，得到如表所示的实验数据．
实验
序号		钢球质量
m/kg		抛出点离地
高度h/m		水平抛出的
速度v/（m/s）		落地时间
t/s
110210.64
220210.64
310220.64
410420.91
请你通过分析回答以下问题：
（1）实验中还需要的测量工具是秒表．
（2）为了验证猜想一，应选用实验序号为1、2两组实验进行对比分析；
（3）选用实验序号为3、4两组实验进行对比分析，为了验证猜想三．
（4）分析表格数据，可以得出实验结论：水平抛出的钢球落地时间与抛出点离地高度有关，与抛出钢球的质量和水平抛出的速度无关．

分析 （1）实验过程中需要测量钢球抛出点离地的高度和落地时间，据此判断需要的测量工作；
（2）要验证猜想一：与抛出物体的质量有关，应控制水平抛出速度与抛出点离地的高度相同，据此找出满足要求的实验序号；
（3）控制抛出钢球的质量与抛出钢球的速度相同，与水平抛出点的离地高度不同，据此分析所探究的猜想；
（4）分析表中数据找出影响钢球运动时间的因素、影响钢球水平运动距离的因素．

解答 解：（1）实验中需要用秒表测量钢球落地时间；
（2）由表中数据知1、2两组实验数据的水平抛出速度与抛出点离地的高度相同，用1、2两组数据可以验证猜想一；
（3）由表中数据可知3、4两组数据抛出钢球的质量与抛出钢球的速度相同，与水平抛出点的离地高度不同，利用3、4两组数据可以验证猜想三；
（4）由表中1、4（或2、4，或3、4）两组实验数据可知：水平抛出的钢球落地时间与抛出点的高度有关；
由1、2两组数据知：水平抛出的钢球落地时间与抛出钢球的质量无关；
由2、3两组数据知：水平抛出的钢球落地时间与抛出钢球的水平抛出速度无关；
由1、3、4（或2、3、4）三组实验数据可知：落地点与抛出点的水平距离与水平抛出的速度和抛出点离地高度有关；
故答案为：（1）秒表；
（2）1、2；
（3）三；
（4）抛出点离地高度；抛出钢球的质量；水平抛出的速度．

点评 本题是一道实验探究题，本实验应用了控制变量法，认真分析表中数据、会应用控制变量法是正确解题的关键．

练习册系列答案
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5．小珂同学在观察小球摆动时的实验中（如图所示），发现小球每摆一个来回的时间似乎都相等．于是小珂想到这样一个问题：小球摆动的快慢跟哪些因素有关呢？
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猜想②：可能跟小球质量有关；
猜想③：可能跟绳子长度有关．
为验证自己的猜想，小珂用秒表测出了不同条件下，小球来回摆动多次所用的时间，算出平均摆动一次所用的时间．请回答：
（1）小珂是通过比较平均摆动一次所用的时间来确定小球摆动的快慢．
（2）小珂采用测量小球来回摆动多次的时间取平均值的方法，而不是测量小球来回摆动一次所用的时间来确定摆的快慢，目的是为了减小误差．
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4．在“测小灯泡电功率”的试验中，设计的实验报告（部分）如下，请填写空格处的内容．
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实验原理：P=UI．
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实验步骤：
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（4）改变滑片的位置，使得电压表的示数分别为高于或低于小灯的额定电压，记下相应的电流值并计算出相应的电功率，并观察记录小灯的发光情况．
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A．用调好的天平测出塑料球的质量，天平平衡时如图a所示．记录塑料球的质量为m；
B．把适量的水倒进量筒中如图b所示，记录此时水的体积为Vl；
C．用细线在塑料球下吊一个小铁块放入水中，静止时如图c所示，记录此时量筒的示数为V2；
D．取出塑料球，把小铁块单独放入水中静止时如图d所示，记录此时量筒的示数为V3；
E．利用密度公式计算出结果．
根据上述实验过程，回答下列问题．
（1）实验中多余的步骤是B；（填字母）
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（3）在交流时小华认为，本题所用器材中，不用天平，也能测出该塑料球的密度，只需在B、C、D三个步骤中再增加一个步骤．请你写出这个步骤将塑料球放入图b所示的量筒内使其漂浮在水面上，读出量筒示数V4．根据你补充的步骤，写出计算塑料球密度的表达式ρ球=$\frac{（{V}_{4}-{V}_{1}）{ρ}_{水}}{{V}_{2}-{V}_{3}}$．（用字母表示，水的密度为ρ水）

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