10．
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，如果空气的阻力相对于物体的重力可以忽略，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，小刚同学有如下猜想：
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．
为了验证猜想的正确性，小刚和几位同学用三个金属球做了一系列实验，数据记录如表：
（1）为了验证猜想一，应比较实验序号1、3；为了验证猜想二，应比较实验序号1、2；为了验证猜想三，应比较实验序号3、4．
（2）实验结论：自由落体运动时间与物体下落的高度有关．
（3）图是小刚同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次，拍下的小球下落时的运动状态，可以看出小球在做变速（选填“匀速”或“变速”）直线运动．
（4）小莉同学也对这个问题进行了探究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间不相等，原因是空气阻力对纸团的影响较大，不能忽略．
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，如果空气的阻力相对于物体的重力可以忽略，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，小刚同学有如下猜想：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．
为了验证猜想的正确性，小刚和几位同学用三个金属球做了一系列实验，数据记录如表：
| 实验 序号 | 材料 | 物体 质量/kg | 下落 高度/m | 下落 时间/s |
| 1 | 铁球 | 0.1 | 20 | 1.96 |
| 2 | 铁球 | 0.1 | 30 | 2.47 |
| 3 | 铅球 | 0.1 | 20 | 1.96 |
| 4 | 铅球 | 0.2 | 20 | 1.96 |
（2）实验结论：自由落体运动时间与物体下落的高度有关．
（3）图是小刚同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次，拍下的小球下落时的运动状态，可以看出小球在做变速（选填“匀速”或“变速”）直线运动．
（4）小莉同学也对这个问题进行了探究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间不相等，原因是空气阻力对纸团的影响较大，不能忽略．
科学源于生活又高于生活，日常生活中的许多现象，往往隐含着科学道理，学习科学要善于观察，善于发现．
8．小芳在公园里看到一个小孩在荡秋千．她发现无论小孩的秋千摆荡得高还是低，来回摆动一次的时间好像并没有不同；当小孩离开后，秋千继续摆动的快慢似乎和有人时也相同．那么秋千来回摆动一次的时间会受什么因素影响呢？她做出了以下猜想：A．可能与秋千摆动的幅度有关；B．可能与秋千和人的质量有关；C．可能与秋千吊绳的长度有关．
她决定用单摆来模拟秋千，探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关，于是她准备了不同质量的小铁球、细线、刻度尺、停表、铁架台等器材．实验装置如图甲所示．
（1）小芳完成了实验并将数据记如如表，分析数据可知：单摆来回摆动一次的时间只与摆长有关．
（2）接着，小芳在摆线悬挂点O的正下方固定一铁钉P，将摆球从A点释放，摆线碰到铁钉后摆球仍能继续摆动，到达B点后再摆回，如此往复，如图乙所示．若摆长为0.8m，则单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间应小于l.8s（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）不计空气阻力及各处的摩擦．摆球到达的A、B两点是否在同一水平线上？答：是（选填“是”或“不是”），因为摆的重力势能相同．
（4）生活中若如图丙所示的摆钟走慢了，校准时应将摆长变短（选填“增大”或“减小”）钟摆的长度．
她决定用单摆来模拟秋千，探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关，于是她准备了不同质量的小铁球、细线、刻度尺、停表、铁架台等器材．实验装置如图甲所示．
| 实验 次数 | 摆幅 （m） | 小球质量 （kg） | 摆长 （m） | 时间 （s） |
| 1 | 0.1 | 0.03 | 0.8 | 1.8 |
| 2[ | 0.1 | 0.04 | 0.8 | 1.8 |
| 3 | 0.2 | 0.04 | 0.8 | 1.8 |
| 4 | 0.2 | 0.04 | 1 | 2.0 |
（2）接着，小芳在摆线悬挂点O的正下方固定一铁钉P，将摆球从A点释放，摆线碰到铁钉后摆球仍能继续摆动，到达B点后再摆回，如此往复，如图乙所示．若摆长为0.8m，则单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间应小于l.8s（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）不计空气阻力及各处的摩擦．摆球到达的A、B两点是否在同一水平线上？答：是（选填“是”或“不是”），因为摆的重力势能相同．
（4）生活中若如图丙所示的摆钟走慢了，校准时应将摆长变短（选填“增大”或“减小”）钟摆的长度．
6．某物理兴趣小组的同学根据生活经验提出了这样的猜想：“保温瓶内的水温下降快慢可能与保温瓶中盛热水的质量多少有关”．
为了研究这个问题，兴趣小组的同学从学校总务处借来了8个同样容量的热水瓶进行实验，在8个热水瓶中分别装入初温相等、质量不同的热水，在同一环境中同时测量，以保证环境温度相同，8个小时后再测量水温，同学们记录的实验数据如表：
请回答下列问题：
（1）6号保温瓶中水的温差与其它保温瓶中的温度变化情况明显不一致．去掉这个保温瓶的实验数据，由其他7组数据可以得到的结论是保温瓶的水温下降快慢与保温瓶内热水质量有关，质量越小，温度下降越慢．
（2）这个实验还存在一定的缺陷，你认为应当作怎样的改进？用同一个保温瓶装不同质量的水，在其它条件相同的情况下观察水温的变化．
为了研究这个问题，兴趣小组的同学从学校总务处借来了8个同样容量的热水瓶进行实验，在8个热水瓶中分别装入初温相等、质量不同的热水，在同一环境中同时测量，以保证环境温度相同，8个小时后再测量水温，同学们记录的实验数据如表：
| 保温瓶编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| 装入水的质量/kg | 2.0 | 1.9 | 1.8 | 1.7 | 1.6 | 1.5 | 1.4 | 1.3 | |
| 水温 | 初温/℃ | 98 | 98 | 98 | 98 | 98 | 98 | 98 | 98 |
| 末温/℃ | 84.5 | 84 | 83 | 81.5 | 79 | 48 | 76.5 | 74 | |
| 8小时后的温度/℃ | 13.5 | 14 | 15 | 16.5 | 19 | 50 | 21.5 | 24 | |
（1）6号保温瓶中水的温差与其它保温瓶中的温度变化情况明显不一致．去掉这个保温瓶的实验数据，由其他7组数据可以得到的结论是保温瓶的水温下降快慢与保温瓶内热水质量有关，质量越小，温度下降越慢．
（2）这个实验还存在一定的缺陷，你认为应当作怎样的改进？用同一个保温瓶装不同质量的水，在其它条件相同的情况下观察水温的变化．
在力学实验复习时，小红到实验室用小车、弹簧、毛巾、棉布、玻璃等器材做了下面的探究实验．实验装置及步骤如下：
3．
育才中学科技小组按照教材的要求安装了一台直流电动机模型，他们想测量该直流电动机将电能转化为机械能的效率，为此他们想出了如下办法：按图示装置用电动机通过轻绳提升一重物，通过测量，计算出电动机消耗的电能E总和输出机械能E机，用η=$\frac{{E{\;}_机}}{{E_总^{\;}}}$×100%来计算电动机的效率．实验步骤如下：
A、用天平测出重物的质量m=100g．
B、闭合开关S后，重物在电动机的牵引下从静止开始上升，用电压表和电流表测量电动机两端电压U和流过电动机的电流I，并测量出从闭合开关S起到断开开关S的时间t表示电流做功的时间，并将数据记录在列表格1中．
表1
C、在重物右侧固定一竖直放置的刻度尺，从闭合开关S起到断开开关S过程中，每隔1s，记录重物的位置，并将数据记录在如表格2中：
表2
根据上述实验步骤，回答以下问题：
（1）10s内重物运动的平均速度是0.08m/s．（注意单位）
（2）在计算电动机输出的机械能时出现了两种设计方案：
方案1：电动机输出的机械能转移到重物上，是通过轻绳的拉力做功实现的，因此，电动机输出的机械能等于轻绳拉力所做的功．又因为轻绳对重物的拉力F等于重物的重力mg，用h表示重物在t时间内从静止开始上升的高度，则E机=W=Fh=mgh．
方案2：电动机输出的机械能转移到重物上，增加了重物的机械能（动能和势能），通过查阅资料知，当物体运动的速度为v时动能为Ek=$\frac{1}{2}$mv2，当物体上升的高度为h时，增加的重力势能为mgh，可计算出E机=E重物=$\frac{1}{2}$mv2+mgh．
上述两种方案中，其中某一方案有一明显的错误，请指出有错误的方案，并指明错误．
错误方案是：方案1（填写序号），错误是：前六秒内物体所受拉力大于物体的重力．
（3）利用你所选择的正确方案计算出电动机将电能转化为机械能的效率η．要求写出计算过程．（计算中取g=10N/kg）
（4）完成了上述探究活动后，他们想对“影响电动机效率的因素”进行探究，他们提出如下猜想：猜想①：可能跟电动机工作时间有关；
猜想②：可能跟所提升重物的质量有关．
关于“影响电动机效率的因素”，你还能提出什么猜想？（只要写一条）
猜想③：可能跟电动机工作电压（电流）有关．
请你在上述三个猜想中任选一个猜想，简要写出你的探究方案．
育才中学科技小组按照教材的要求安装了一台直流电动机模型，他们想测量该直流电动机将电能转化为机械能的效率，为此他们想出了如下办法：按图示装置用电动机通过轻绳提升一重物，通过测量，计算出电动机消耗的电能E总和输出机械能E机，用η=$\frac{{E{\;}_机}}{{E_总^{\;}}}$×100%来计算电动机的效率．实验步骤如下：A、用天平测出重物的质量m=100g．
B、闭合开关S后，重物在电动机的牵引下从静止开始上升，用电压表和电流表测量电动机两端电压U和流过电动机的电流I，并测量出从闭合开关S起到断开开关S的时间t表示电流做功的时间，并将数据记录在列表格1中．
表1
| 电压U/V | 电流I/A | 时间t/s |
| 2.0 | 0.05 | 10 |
表2
| 时间t/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 位置/cm | 0 | 2.0 | 6.5 | 13.0 | 21.5 | 30.5 | 40.0 | 50.0 | 60.0 | 70.0 | 80.0 |
（1）10s内重物运动的平均速度是0.08m/s．（注意单位）
（2）在计算电动机输出的机械能时出现了两种设计方案：
方案1：电动机输出的机械能转移到重物上，是通过轻绳的拉力做功实现的，因此，电动机输出的机械能等于轻绳拉力所做的功．又因为轻绳对重物的拉力F等于重物的重力mg，用h表示重物在t时间内从静止开始上升的高度，则E机=W=Fh=mgh．
方案2：电动机输出的机械能转移到重物上，增加了重物的机械能（动能和势能），通过查阅资料知，当物体运动的速度为v时动能为Ek=$\frac{1}{2}$mv2，当物体上升的高度为h时，增加的重力势能为mgh，可计算出E机=E重物=$\frac{1}{2}$mv2+mgh．
上述两种方案中，其中某一方案有一明显的错误，请指出有错误的方案，并指明错误．
错误方案是：方案1（填写序号），错误是：前六秒内物体所受拉力大于物体的重力．
（3）利用你所选择的正确方案计算出电动机将电能转化为机械能的效率η．要求写出计算过程．（计算中取g=10N/kg）
（4）完成了上述探究活动后，他们想对“影响电动机效率的因素”进行探究，他们提出如下猜想：猜想①：可能跟电动机工作时间有关；
猜想②：可能跟所提升重物的质量有关．
关于“影响电动机效率的因素”，你还能提出什么猜想？（只要写一条）
猜想③：可能跟电动机工作电压（电流）有关．
请你在上述三个猜想中任选一个猜想，简要写出你的探究方案．
2．
小明学习有关知识后，认识到家庭电路使用的交流电每秒钟完成50个周期性变化，经查阅资料知，这是描述交流电特征的一个物理量，叫做频率，用字母f表示，单位是赫兹（Hz），即家庭电路所使用的交流电的频率为50Hz．为探究某电学元件X对交流电的阻碍作用跟哪些因素有关，小明提出以下两点猜想：
①可能跟交流电的电压有关，②可能跟交流电的频率有关．为验证猜想，小明在老师的帮助下用下图电路进行实验，并将实验数据填在表中．分析表中数据并完成以下问题：
（1）为研究猜想①应选用①②两组数据进行分析．分析这两组数据，可得出在频率一定时，流过X的电流与其两端电压成正（正/反）比的结论；
（2）在物理学中用物理量Z=$\frac{U}{I}$来定义电学元件对交流电的阻碍作用，你认为Z的单位是Ω，分析表中数据可知，Z与$\frac{1}{f}$（$\frac{1}{频率}$）成正比．
小明学习有关知识后，认识到家庭电路使用的交流电每秒钟完成50个周期性变化，经查阅资料知，这是描述交流电特征的一个物理量，叫做频率，用字母f表示，单位是赫兹（Hz），即家庭电路所使用的交流电的频率为50Hz．为探究某电学元件X对交流电的阻碍作用跟哪些因素有关，小明提出以下两点猜想：①可能跟交流电的电压有关，②可能跟交流电的频率有关．为验证猜想，小明在老师的帮助下用下图电路进行实验，并将实验数据填在表中．分析表中数据并完成以下问题：
| 次数 | 电压U/V | 频率f/Hz | 电流 I/A |
| ① | 10 | 50 | 0.1 |
| ② | 20 | 50 | 0.2 |
| ③ | 20 | 100 | 0.4 |
（2）在物理学中用物理量Z=$\frac{U}{I}$来定义电学元件对交流电的阻碍作用，你认为Z的单位是Ω，分析表中数据可知，Z与$\frac{1}{f}$（$\frac{1}{频率}$）成正比．
1．
从高空下落的物体，速度会越来越快，而所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度作匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度．例如雨滴从高空下落后越来越快，但在接近地面时作匀速运动．研究发现，在相同环境条件下，空气对不同材质的球形物体的阻力与球的半径和球的速度都有关系，下表为某次研究的实验数据：
（1）如图是某段时间内的频闪照片，可判断此物体在做匀速直线运动．
（2）根据表格数据可知，4号小球在收尾速度时受到的阻力是0.4N．
（3）由数据规律可判断：当半径为1cm、质量为4g的小球下落时，其收尾速度是8m/s．
0 170071 170079 170085 170089 170095 170097 170101 170107 170109 170115 170121 170125 170127 170131 170137 170139 170145 170149 170151 170155 170157 170161 170163 170165 170166 170167 170169 170170 170171 170173 170175 170179 170181 170185 170187 170191 170197 170199 170205 170209 170211 170215 170221 170227 170229 170235 170239 170241 170247 170251 170257 170265 235360
从高空下落的物体，速度会越来越快，而所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度作匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度．例如雨滴从高空下落后越来越快，但在接近地面时作匀速运动．研究发现，在相同环境条件下，空气对不同材质的球形物体的阻力与球的半径和球的速度都有关系，下表为某次研究的实验数据：| 小球编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 小球质量（g） | 2 | 5 | 45 | 40 | |
| 小球半径（cm） | 0.5 | 0.5 | 1.5 | 2 | 4 |
| 小球收尾速度（m/s） | 16 | 40 | 40 | 20 |
（2）根据表格数据可知，4号小球在收尾速度时受到的阻力是0.4N．
（3）由数据规律可判断：当半径为1cm、质量为4g的小球下落时，其收尾速度是8m/s．