题目内容

13．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，为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，小明做如下猜想：
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．
为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：
实验序号材料物体质量（kg）下落高度（m）下落时间（s）
1铁球1201.96
2铁球1302.47
3铅球1201.96
4铅球2201.96
（1）为了验证猜想一，应比较序号1和3，结论是：物体下落的时间与物体的材料无关；
（2）实验中，他们选用铁球而不选用相同质量的棉花进行实验，这样做的目的是C．
A．便于实验操作                            B．便于观察
C．相对空气阻力小，使运动更接近于自由落体运动，更具科学性
（3）根据表中的数据分析，若宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放，它们将A．
A．同时落地          
B．铁片先落地，羽毛后落地
C．羽毛先落地，铁片后落地．

分析 （1）物体下落的时间与物体的材料、下落的高度、物体的质量有关，实验探究时应采用控制变量法，要探究物体下落的时间与物体的材料有关，应控制物体下落的高度和物体的质量不变，改变物体的材料不同；
（2）物体自由落体运动的前提是物体不受空气阻力，因此做实验时，要尽量减小物体受到的空气阻力；
（3）分析表中3和4数据得出物体下落的时间与物体的质量关系，月球上没有空气是真空，小铁片和羽毛做自由落体运动，根据得出的结论比较两者下落的时间关系．

解答 解：（1）要探究物体下落的时间与物体的材料有关，应控制物体下落的高度和物体的质量不变，改变物体的材料不同，由表中数据可知，序号1和3符合；
由序号1和3数据可知，物体下落的高度和物体的质量相同，而材料不同时下落的高度相同，故可得结论：物体下落的时间与物体的材料无关；
（2）自由落体的条件就是尽可能的减小物体受到的空气阻力，铁球相对于棉球，受到的空气阻力更小，运动更接近自由落体运动，故选C；
（3）分析表中3和4数据可知，物体的材料和下落的高度相同，物体的重力不同，下落的时间相同，故可得结论：物体下落的时间与物体的质量无关，
宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放时，两者做自由落体运动，
因物体下落的时间与物体的材料、质量无关，
所以，小铁片和羽毛会同时落地，故选A．
故答案为：
（1）1和3；物体下落的时间与物体的材料无关；
（2）C；
（3）A．

点评 本题是利用控制变量法进行的探究实验，究自由落体运动虽然在初中没有接触，但探究的方法并不陌生，对学生分析数据得出结论并解决问题的能力有一定的要求．

练习册系列答案
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7．2015年4月21日，全球最大的天阳能飞机“阳光动力”2号从重庆飞往南京，从如图中可以看出它采用上表面凸起，下表面扁平的固定机翼，飞机的机翼上方空气流速大（或“快”），压强小，从而使飞机获得了向上的升力，飞机飞行时飞机上的双叶螺旋桨向后推动空气，使螺旋桨获得向前的力，说明物体间力的作用是相互的．
8．下列现象中主要是为了减小摩擦的是（　　）
A．自行车的轮胎凹凸不平
B．战斗机准备作战时抛掉副油箱
C．常常在下雪后将煤渣洒在结冰的路面上
D．气垫船利用压缩空气使船体与水间脱离接触
1．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距是10cm．用刻度尺在水平桌面上画一直线并标明刻度，将透镜固定在50cm处；
（1）如图当把点燃的蜡烛放在20cm处时，沿直线无论怎样移动光屏都承接不到像，原因可能是烛焰、凸透镜、光屏的中心没有在同一高度上．
（2）重新调整时，发现光屏上成的像偏左、偏上，为了使烛焰的像能成在光屏的中央，应向左（填“左”或“右”），向上（填“上”或“下”）调烛焰位置．
（3）正确调整后，保持透镜的位置不变，当把光屏放到75cm处时，移动蜡烛能在光屏上得到一个放大（填“放大”或“缩小”）、倒（填“正”或“倒”）立的实像．
（4）当把蜡烛移到10cm处时，移动光屏可得到一个缩小（填“放大”或“缩小”）的像．照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，属于这种成像情况的应用是照相机．
8．如图是运动员跳水时的情景，当人站在跳板上静止时，人受到支持力的同时跳板也被压弯了，这说明物体间力的作用是相互的，在人入水后下潜的过程中，水对她的压强变大，在她慢慢浮出水面的过程中所受浮力变小（后两空均填“变大”、“变小”或“不变”）．
18．为了测量某种液体的密度，小明取适量这种液体的样品进行了如下实验：

（1）将天平、量筒放在水平台面上．将盛有适量液体的烧杯放在调节好的天平左盘内，改变右盘中砝码的个数和游码的位置，使天平横梁在水平位置重新平衡，此时砝码的质量和游码在标尺上的位置如图甲所示，
则烧杯及杯内的液体的总质量为151g．
（2）将烧杯中的一部分液体倒入量筒中，如图乙所示，则量筒中液体的体积为50cm3；再用天平测出烧杯和剩余液体的总质量为106g．
（3）根据上述实验数据计算此种液体的密度为1.1×103kg/m3．
（4）小明又利用铝块、细线、量筒和适量的水测量一个形状不规则的小蜡块的密度．如图丙所示的四个图是小明正确测量过程的示意图，图中V0、V1、V2、V3分别是量筒中水面所对应的示数．已知水的密度为ρ水，利用图中测量出的物理量和ρ水计算小蜡块的密度，写出小蜡块密度的表达式：ρ蜡=$\frac{{ρ}_{水}（{V}_{1}-{V}_{0}）}{{V}_{2}-{V}_{3}}$．
5．小张利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右．实验室有如下器材：电源（电压为6V不变）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器两只：R1（20Ω，0.5A）、R2（50Ω，0.5A）．
（1）在小张所连接的电路中，有两根导线还没有连接好，请你帮他完成电路的连接（要求：滑动变阻器滑片向右移动，灯泡亮度变亮；其他的导线不要变动，导线不能交叉）．
（2）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是对电流表进行调零．正确连接电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是小灯泡断路．
（3）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小张画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙），则小灯泡的额定功率为0.625W．在多次测量中，小张还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）小张又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小张仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑．灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华而变细，消耗的实际功率变小的缘故（选填“大”或“小”）．
（5）灯泡的功率测量完毕，小张用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象，则小张应选用滑动变阻器R2（选填“R1”或“R2”）．若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所选定值电阻的阻值为10Ω．
2．小明在水平桌面上放置一个底面积为100cm2，质量为600g的圆柱形容器，容器内装有1.4kg的某种液体．小明用弹簧测力计竖直吊住一个圆柱物块（底面积为50cm2），缓慢将其竖直放入液体中，如图甲所示，测得弹簧测力计示数F与圆柱体底面浸入深度h的关系如图乙所示，求：（g取10N/kg）
（1）圆柱体浸没在液体中时受到的浮力；
（2）圆柱体的密度ρ1；
（3）容器内液体的密度ρ2．
3．如图所示，水平地面上有一张桌子，一个小球静止在水平桌面上，下列两个力是一对平衡力的是（　　）
A．小球对桌子的压力与桌子对小球的支持力
B．桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力
C．桌子受到的重力与地面对桌子的支持力
D．小球受到的重力与桌子对小球的支持力

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