题目内容
20.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,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 | 物质质量 (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 | 1 | 20 | 1.96 |
(2)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
(3)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(一张平铺,另一张对折)同时从三楼由静止开始下落,她发现两片纸不相等(同时/不同时)着地,此下落过程中两片纸作的纸所受的阻力相对于纸的重力不能忽略不计(是/不是)自由落体运动.
分析 由题意可知,对自由落体运动时间与哪些因素有关的问题,提出了三种猜想;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.月球与地球区别之一是没有空气,属于真空状态.
解答 解:
(1)猜想一是物体下落的时间与物体的材料有关,所以应该控制材料的质量和高度相同,改变材料,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,物体下落的快慢与材料无关;
(2)因为月球表面没有空气,所以铁片和羽毛下落过程中不受阻力,因此同时落地;
(3)质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落,它们的落地时间不同,原因是纸所受的阻力相对于纸的重力不能忽略不计.
故答案为:(1)1;3;物体由静止开始下落,下落的快慢与材料无关;(2)A;(3)不相等;纸所受的阻力相对于纸的重力不能忽略不计.
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.
练习册系列答案
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4.在学习演奏小提琴的过程中,小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响,他们决定对这种现象进行探究,经过讨论后提出以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关;
猜想二:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关;
猜想三:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关;
为了验证以上猜想是否正确,他们找到了一些不同规格的琴弦,如表:
为了验证猜想三,小明选用编号为1、2的琴弦进行实验,则表中缺少的数据应为20、0.5.
猜想一:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关;
猜想二:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关;
猜想三:琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关;
为了验证以上猜想是否正确,他们找到了一些不同规格的琴弦,如表:
| 编号 | 琴弦的材料 | 琴弦的长度/cm | 琴弦的横截面积/mm2 |
| 1 | 钢 | 20 | 0.3 |
| 2 | 钢 | ||
| 3 | 钢 | 40 | 0.5 |
| 4 | 尼龙丝 | 30 | 0.5 |
| 5 | 尼龙丝 | 40 | 0.5 |
8.
某兴趣小组在“探究物体吸收热量的多少与哪些因素有关”的实验中,提出了以下几种猜想:
A.与物体升高的温度有关
B.与物体的质量有关
C.与物体的种类有关
为了验证以上猜想,小组同学用如图所示装置做了如下实验,将50克的水装入烧杯中,用酒精灯加热,并利用温度计和计时器测量水的温度随时间的变化情况,数据记录在表一中,然后在烧杯中再加入50克的水,重复上述实验,实验数据在记录在表二中.(设水每分钟吸收的热量相等)
表一
表二
表三
(1)分析比较表一(或表二)中的第一行与第三行的数据及相关条件,可得出的初步结论是:质量相等的同种物质(水),吸收的热量与升高的温度成正比.
(2)分析比较表一和表二中第四列、第五列、第六列等有关数据及相关条件,经过推理,可以得出的初步结论是:同种物质(水)吸收相等的热量,质量越小,升高的温度越多.
(3)进一步综合分析表一和表二中有关数据及相关条件,归纳得出的结论为:同种物质(水),吸收的热量与物体质量和升高温度的乘积的比值是一个确定的值.
(4)为了验证猜想C(选填字母),请你把实验方案的设计填在表三中.
(5)在整个实验中所用的主要研究方法与下列实验所用方法相同的是B
A.测定物质的密度 B.研究液体内部的压强与那些因素有关
C.用电流表、电压表测电阻 D.研究平面镜成像特点.
A.与物体升高的温度有关
B.与物体的质量有关
C.与物体的种类有关
为了验证以上猜想,小组同学用如图所示装置做了如下实验,将50克的水装入烧杯中,用酒精灯加热,并利用温度计和计时器测量水的温度随时间的变化情况,数据记录在表一中,然后在烧杯中再加入50克的水,重复上述实验,实验数据在记录在表二中.(设水每分钟吸收的热量相等)
表一
| 50克水 | 时间(分钟) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 温度(℃) | 20 | 24 | 28 | 32 | 36 | 40 | 44 | |
| 升高温度(℃) | 0 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 |
| 100克水 | 时间(分钟) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 温度(℃) | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | 32 | |
| 升高温度(℃) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
| 50克煤油(或100克煤油;或50克或100克的其它液体) | 时间(分钟) | / | / | / | / | / | / | / |
| 温度(℃) | / | / | / | / | / | / | / | |
| 升高温度(℃) | / | / | / | / | / | / | / |
(2)分析比较表一和表二中第四列、第五列、第六列等有关数据及相关条件,经过推理,可以得出的初步结论是:同种物质(水)吸收相等的热量,质量越小,升高的温度越多.
(3)进一步综合分析表一和表二中有关数据及相关条件,归纳得出的结论为:同种物质(水),吸收的热量与物体质量和升高温度的乘积的比值是一个确定的值.
(4)为了验证猜想C(选填字母),请你把实验方案的设计填在表三中.
(5)在整个实验中所用的主要研究方法与下列实验所用方法相同的是B
A.测定物质的密度 B.研究液体内部的压强与那些因素有关
C.用电流表、电压表测电阻 D.研究平面镜成像特点.
5.噪声是一种严重的环境污染,小明想比较几种材料(①毛衣、②报纸、③棉花)的隔音性能,来选择一种隔音性能好的材料做耳罩的填充物,实验器材除了待检测的材料外,还有:音叉、机械闹钟、鞋盒.
(1)本实验中适合做声源的是机械闹钟.
(2)小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料,再盖上盒盖,他设想了两种实验比较方案,最佳的是B.(选填“A”或“B”)
A.让人站在距鞋盒一定距离外,比较所听见声音的响度
B.让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离
(3)下面的表格是为了上述两种实验方案而设计的,其中与方案B对应的是表二.
表一:
表二:
(4)待测材料隔声性能由好到差的排列顺序为棉花、泡沫、毛衣、报纸.(填序号)
(1)本实验中适合做声源的是机械闹钟.
(2)小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料,再盖上盒盖,他设想了两种实验比较方案,最佳的是B.(选填“A”或“B”)
A.让人站在距鞋盒一定距离外,比较所听见声音的响度
B.让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离
(3)下面的表格是为了上述两种实验方案而设计的,其中与方案B对应的是表二.
表一:
| 材料 | ①毛衣 | ②报纸 | ③棉花 |
| 响度 | 弱 | 响 | 最弱 |
| 材料 | ①毛衣 | ②报纸 | ③棉花 |
| 距离/m | 2 | 2.5 | 1.5 |
12.为了研究弹簧长度的增加量与哪些因素的关系,小华同学选用了用相同材料和粗细的金属丝制成的弹簧A、B、C、D和测力计进行实验.已知弹簧A、C的弹簧圈直径相等,弹簧B、D的弹簧圈直径也相等,且A、C的弹簧圈直径小于B、D的弹簧圈直径;A、B原来的长度均为LO,C、D原来的长度均为LO′,且LO<LO′.他将弹簧A、B、C、D的左端固定,并分别用水平向右的力通过测力计拉伸弹簧,它们的长度各目增加了△L1、△L2、△L3和△L4,如(a)、(b)、(c)、(d)所示.请仔细观察实验现象,归纳得出初步结论.

(1)分析比较 (a)、(b)或(c)、(d)中的测力计示数、弹簧长度的增加量以及相关条件.可得:当外力、金属丝的材料和粗细、原长相同时,弹簧圈直径越大,弹簧长度的增加量越大.
(2)分析比较(a)、(c)或(b)、(d)中的测力计示数.弹簧长度的增加量以及相关条件,可得:当外力、金属丝的材料和粗细、弹簧圈直径相同时,原长越大,弹簧长度的增加量越大.
(3)若研究A弹簧的长度与外力的关系时记录了相应的数据,如表:
则根据实验数据所作的“弹簧长度与外力的变化关系”图象应该是如图2B图(填序号)所示的图象.
(4)若将以上C、D两个弹簧均改造成弹簧测力计,且两测力计的外壳和刻度分布均相同,则用弹簧D制成的测力计精确度更高.
(5)小华同学继续把制作好的弹簧测力计改造成为“密度秤”.他在不改变原来弹簧测力计刻度分布的情况下,先将塑料杯挂在弹簧测力计上,再将塑料小桶中分别装满已知密度的五种不同液体后,用弹簧测力计称它们的物重,数据如表:
①分析此表,图甲中能正确反映液体的密度与弹簧测力计示数之间的规律的图象是B.
②小华改造的密度秤的分度值是0.1g/cm3,如图乙所示,指针指在密度秤图示位置时,待测液体的密度为2.1g/cm3
③小华经过分析发现:自己制作的密度秤的“0刻度线”与弹簧测力计的“0刻度线”不重合,使用起来显得很不方便.他经过思考,对自己的改造过程进行了修正,成功地使两个“0刻度线”重合在了一起,小华的修正做法是:将塑料桶挂在秤钩上后,先将指针对齐弹簧测力计的0刻度线,然后再进行测量后标注密度的刻度值.
④小华在修正后的密度秤的塑料桶中重新装满密度为0.8g/cm3的液体,此时对于弹簧测力计的示数应为1.6N.
(1)分析比较 (a)、(b)或(c)、(d)中的测力计示数、弹簧长度的增加量以及相关条件.可得:当外力、金属丝的材料和粗细、原长相同时,弹簧圈直径越大,弹簧长度的增加量越大.
(2)分析比较(a)、(c)或(b)、(d)中的测力计示数.弹簧长度的增加量以及相关条件,可得:当外力、金属丝的材料和粗细、弹簧圈直径相同时,原长越大,弹簧长度的增加量越大.
(3)若研究A弹簧的长度与外力的关系时记录了相应的数据,如表:
| 钩码总重/N | 0 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 8.0 | 10.0 | 12.0 | 14.0 |
| 指针位置/cm | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 4.5 | 5.0 | 5.3 | 5.5 |
(4)若将以上C、D两个弹簧均改造成弹簧测力计,且两测力计的外壳和刻度分布均相同,则用弹簧D制成的测力计精确度更高.
(5)小华同学继续把制作好的弹簧测力计改造成为“密度秤”.他在不改变原来弹簧测力计刻度分布的情况下,先将塑料杯挂在弹簧测力计上,再将塑料小桶中分别装满已知密度的五种不同液体后,用弹簧测力计称它们的物重,数据如表:
| 液体密度ρ/(g/cm3) | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.7 |
| 弹簧测力计的示数F/N | 2.4 | 2.8 | 3.2 | 3.4 | 4.2 |
②小华改造的密度秤的分度值是0.1g/cm3,如图乙所示,指针指在密度秤图示位置时,待测液体的密度为2.1g/cm3
③小华经过分析发现:自己制作的密度秤的“0刻度线”与弹簧测力计的“0刻度线”不重合,使用起来显得很不方便.他经过思考,对自己的改造过程进行了修正,成功地使两个“0刻度线”重合在了一起,小华的修正做法是:将塑料桶挂在秤钩上后,先将指针对齐弹簧测力计的0刻度线,然后再进行测量后标注密度的刻度值.
④小华在修正后的密度秤的塑料桶中重新装满密度为0.8g/cm3的液体,此时对于弹簧测力计的示数应为1.6N.
9.
电动平衡车是一种时尚代步工具.如图所示,当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
| A. | 平衡车匀速行驶时,相对于平衡车上的人,车是运动的 | |
| B. | 关闭电机,平衡车仍继续前进是由于其受到惯性作用 | |
| C. | 若平衡车运动过程中所受的力突然全部散失,则平衡车一定做匀速直线运动 | |
| D. | 平衡车受到的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力 |