Question

18．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，可以忽略不计，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，同学小王有如下猜想：
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	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

（1）为了验证猜想一，应比较实验序号1和3，并可得出物体下落的时间与物体的材料无关．（ 填“有关”或“无关”）
（2）为了验证猜想二，应比较实验序号1和2，并可得出的结论是：物体下落的时间与物体下落的高度有关．
（3）根据表中的数据，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，它们将同时（填“同时”或“不同时”）落地．
（4）小敏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 张对折两次）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，因为纸片受空气阻力作用大．

Answer 1

分析 （1）（2）由题意可知，对自由落体运动时间与哪些因素有关的问题，提出了两种猜想；因此对于此类多因素问题要采用控制变量法进行分析解答，即当研究自由落体运动时间与其中一个因素的关系时，要控制其它的因素不变．
（3）根据结论进行分析，材料、质量都不同，但下落的时间相等；
（4）根据题意，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．纸片在下落过程中，受空气阻力影响较大，不是自由落体运动

解答 解：（1）猜想一是物体下落的时间与物体的材料有关，所以应该控物体下落的高度相同，材料不同，由表格可知实验1、3符合题意；
分析表格中的1、3数据可知，物体下落的时间与物体的材料无关；
（2）猜想二是物体下落的时间与物体下落的高度有关，所以应控制物体的材料相同，下落的高度不同，由表格可知实验1、2符合题意；
分析表格中的1、2数据可知，物体下落的时间与物体下落的高度有关．
（3）由（1）知，在月球上没有空气，在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放，小铁片和羽毛将同时落地；
（4）纸的质量很小，纸片在下落过程中受空气阻力较大，所以不是自由落体运动，纸片的两种情况受空气阻力不同，所以纸片不会同时落地．
故答案为：（1）无关；（2）1；2；物体下落的时间与物体下落的高度有关；（3）同时；
（4）不同时；不是；纸片受空气阻力作用大．

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．