题目内容
19．
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，实验数据记录如表：
| 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 |
（2）请你帮助小明验证猜想三：
器材：0.5kg的铁球A、1kg的铁球B和皮尺，还需要的器材是秒表；
（3）小华同学也对这个问题进行了研究，她让两片完全相同的纸（一张平展，另一张对折）同时从三楼由静止开始下落，她发现两片纸不同时（填“同时”或“不同时”）着地，此下落过程中两片纸作的不是（填“是”或“不是”）自由落体运动，因为纸所受的阻力太大，相对于纸的重力不能忽略不计．
（4）若铁球在如图所示中运动请画出的铁球重力示意图．
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）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；
（3）根据自己的经验来判断是同时落地还是不同时落地；
纸片下落过程中会受到空气的阻力影响；
（4）重力的方向是竖直向下的，力的作用点在铁球的几何中心，据此作图．
解答 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，则物体下落的快慢与材料无关．
（2）要验证猜想三，除了所列举的器材外，还需要用秒表测量物体下落所用的时间；
（3）虽然两片纸的质量相同且都从同一高度下落，但由于它们的面积不同，所以在下落过程中受到的空气阻力不同，对折的纸片会下下落到地面，平展的纸片会后下落到地面；
由于自由落体运动是指物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，而纸片在下落过程中受到的空气阻力相对于重力是比较大的，不能忽略，所以纸片在下落过程中做的不是自由落体运动；
（4）找出铁球的重心，画一竖直向下的线段，标出箭头，并标明大小，如图所示：
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）秒表；
（3）不同时；不是；纸所受的阻力太大，相对于纸的重力不能忽略不计；
（4）见上图．
点评 本题考查的内容虽然是高中物理的知识，但本题考查的方法却是初中物理经常用到的方法-控制变量法．所以对于不是初中物理知识的实验题，我们也可以采用控制变量法去完成它，也就是说我们学习物理更重要的是要掌握方法，当我们遇到新的问题时，也可以自己设计实验去解决它，不能只停留在我学过的、我会的实验题上．
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为了验证这一猜想，小科、小敏和小思做了如下实验（如图所示）：在木块上加放数量不等的钩码后，让木块从O点静止滑下，记录木块和钩码的总质量m和它在水平面的滑行距离S，记录数据如表
| 质量m/kg | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.40 |
| 滑行距离s/m | 0.42 | 0.41 | 0.43 | 0.42 | 0.43 | 0.42 | 0.42 |
（2）从上述数据分析，可以得到的结论是：在初速度和接触面粗糙程度相同的条件下，物体在水平面上滑行的距离与物体的质量大小无关．
（3）小敏认为：木块及钩码的质量越大，对水平面的压力越大，则滑行中受到的阻力也越大，滑行距离就会越短．因此，他认为数据有问题，于是对上表数据做了如下改动：
请你评判小敏的做法并阐述理由：小敏的做法是错误的．我们做实验记录数据时要尊重客观事实，不能随便更改数据．
某研究性学习小组的同学为了制作能够方便鉴别液体种类的仪器．他们猜测漂浮在液面上的物体浸在液体中的深度可能与物体的质量、液体的种类存在着某种关系，并进行实验探究．实验时，该小组同学选用一个圆柱形的瓶子，内装不同质量的细沙，先后漂浮在甲、乙两种液体中，并用仪器测出每一次实验时瓶和细沙的总质量及圆柱形的瓶子底部所处的深度h（已知甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙），如图所示．记录的数据如表一、表二所示．表一 液体甲
| 实验序号 | 瓶和沙总质量（千克） | 深度h（米） |
| 1 | 0.2 | 0.06 |
| 2 | 0.4 | 0.12 |
| 3 | 0.6 | 0.18 |
| 实验序号 | 瓶和沙总质量（千克） | 深度h（米） |
| 4 | 0.2 | 0.08 |
| 5 | 0.4 | 0.16 |
| 6 | 0.6 | 0.24 |
（2）分析比较实验的数据及相关条件，可知甲、乙两种液体的密度关系是ρ甲＜ρ乙（填“＜”或“＞”或“=”）．
（3）实验序号1的这次实验，圆柱形瓶子所受的浮力为2牛（g取10牛/千克），若圆柱形瓶子的底部面积为0.002米2，则甲液体的密度为1.1×103千克/米3（结果保留小数点后1位）．
表一：G滑=2牛 表二：G滑=4牛
| 实验 序号 | G物 （牛） | F （牛） | 实验 序号 | G物 （牛） | F （牛） | |
| 1 | 1 | 1.5 | 6 | 2 | 3.0 | |
| 2 | 2 | 2.0 | 7 | 4 | 4.0 | |
| 3 | 4 | 3.0 | 8 | 6 | 5.0 | |
| 4 | 6 | 4.0 | 9 | 8 | 6.0 | |
| 5 | 8 | 5.0 | 10 | 10 | 7.0 |
②分析比较实验序号2、6（或3、7或4、8或5、9）的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，当G物相等时，G滑越大，F越大．
③分析比较表中F与G滑、G物的数据及相关条件，可发现其满足的数学关系式为F=$\frac{1}{2}$（G物+G滑），由此可判断：按图所示的方式使用功滑轮匀速提起物体，若要省力，需要满足的条件是G物＞G滑．
④该小组同学z做多次实验的目的是B．（选填“A”或“B”）
A．取平均值，减小误差 B．从实验数据中得到普遍规律
⑤若小王同学用G滑=5牛、G物=3牛的器材做次实验，则F=4牛；而小李同学根据实验推理可得到：当G滑=0N时，使用动滑轮匀速提升物体时，所用竖直向上拉力F的大小等于物体重力的一半．
由于液体内部有压强，当鱼缸中盛入液体后，鱼缸侧壁就会受到液体的压力．鱼缸侧壁所受的液体的压力跟什么因素有关呢？下表是小雨在鱼缸中盛入不同的液体进行研究得到的一些数据（其中，ρ为液体密度，L为侧壁长度，H为液体深度，P为侧壁所受的压力）．
请完成以下题目：
| 次数 | ρ/（kg/m3） | L/m | H/m | F/N |
| 1 | 1.0×103 | 0.1 | 0.1 | 5 |
| 2 | 1.0×103 | 0.2 | 0.1 | 10 |
| 3 | 1.0×103 | 0.1 | 0.2 | 20 |
| 4 | 0.8×103 | 0.2 | 0.1 | 8 |
| 5 | 0.8×103 | 0.2 | 0.2 | 32 |
（2）在一个鱼缸中分别盛入相同深度的海水和淡水，海水对鱼缸侧壁的压力大．
（3）在不同的游泳池中注入相同深度的水，游泳池侧壁所受的压力与侧壁长度的关系可以用图象1中的图线a表示．
（4）如图2，拦河大坝的长度L为50m，若大坝能够承受的最大压力F为1×108N，则水深H不能超过20m．
四个悬挂着的通草球，相互作用情况如图所示；如果a球带正电荷，那么d球（ ）| A． | 一定带负电荷 | B． | 一定带正电荷 | ||
| C． | 一定不带电荷 | D． | 可能带负电荷，也可能不带电荷 |
控制环境污染是“打造宜居城市，建设优雅靖江”的重要举措．居民小区禁止汽车鸣笛是从声源处减弱噪声；城区步行街上安装了如图所示的噪声监测装置，该装置显示了噪声的响度（选填“音调”、“响度”、“音色”）．在汽车的排气管上加消声器，这是在声源处减弱噪声；戴上耳塞，减弱传入人耳的噪声，这是在人耳处减弱噪声；在住宅区植树，这是在传播过程中减少噪声．
如图所示是用作调节亮度的照明电路，闭合开关S1、S3，断开开关S2，只有一盏灯亮；闭合开关S1、S2，断开开关S3，两盏灯亮，两灯并联；开关均闭合时，亮的灯有L1、L2、L3，它们是并联的．（三盏灯的规格相同）