Question

14．理想實驗是科學研究中的一種重要方法，它把可靠事實和理論思維結合起來，可以深刻地揭示自然規律．如為了研究輕重不同的物體在真空中的下落快慢，科學家曾做過下面的理想實驗：將形狀和體積都相同的金、鉛、木三個實心小球，分別同時放入三種密度不同的介質中（ρ_介質1＞ρ_介質2＞ρ_介質3），觀察比較三個小球下落的快慢，如圖所示．

試回答下列問題：
（1）“下落的快慢”可以通過比較三個實心小球在同種介質的同一高度，由靜止同時釋放，下落到相同位置時所需的時間得出．
（2）在上述實驗中，三個小球下落快慢的差異由大到小的介質依次是介質1、介質2、介質3．
（3）進一步推理可得，當三個小球在真空中由靜止同時釋放時，下落快慢的差異將為零．
（4）在我們學過的實驗中，請舉出一個利用理想實驗法探究的例子：探究真空不能傳聲（或探究牛頓第一定律實驗）．

Answer 1

分析 （1）比較物體運動快慢的方法：相同時間比較路程或相同路程比較時間；
（2）根據圖中小球相同時間下落的高度來比較下落的快慢；
（3）通過密度減小三個小球的差異性，得出密度為零時的情況；
（4）探究聲音傳播的條件、牛頓第一定律實驗都是在實驗的基礎上，通過推理得出結論．

解答 解：（1）根據公式v=$\frac{s}{t}$，實驗中可通過讓小球下落相同的高度，比較所需的時間來比較下落的快慢；
（2）由圖知，介質1的密度最大，三個小球下落相差的高度最大，即速度差異最大，介質3的密度最小，三個小球下落快慢的差異最小；
（3）推理可知，若三個小球在真空中由靜止同時釋放時，下落快慢的差異將為零（或消失）；
（4）利用理想法實驗探究的例子：探究真空不能傳聲或探究牛頓第一定律的實驗．
故答案為：（1）時間；（2）介質1、介質2、介質3；（3）為零；（4）探究真空不能傳聲（或探究牛頓第一定律實驗）．

點評 本題是探究介質對物體下落快慢的影響實驗，考查了控制變量法和推理法的應用，控制變量法是初中實驗中的常用方法，理想實驗在初中階段接觸到兩個，也要掌握．