Question

2012年5月27日，“長征三號乙”運載火箭一級殘骸落到湖南綏寧縣砸壞了民宅．這引起了某校科技小組的關注：豎直下落的物體與地面碰撞時對地面的作用力大小與哪些因素有關呢？某同學猜想與物體的質量、開始下落時離地面的高度有關．
（1）你猜想還與______有關；
（2）該同學為驗證他的猜想，設計了如下實驗方案：在水平地面上平鋪一些報紙：將涂滿紅色顏料的同一籃球從不同高度由靜止釋放，籃球會在報紙上留下大小不同的圓形紅色印跡；通過比較印跡的大小即可比較籃球對地面作用力的大小．該方案所用到的實驗方法有______
（3）另一同學將留有紅色印跡的報紙放在如圖所示電子測力計上，再將籃球放在印跡中央，用力下壓籃球，當籃球恰好將______覆蓋時，此時測力計示數即為籃球留下該印跡時對地面作用力的大小．

Answer 1

【答案】分析：（1）結合已有的知識基礎，我們猜想豎直下落的物體與地面碰撞時對地面的作用力大小與物體落地時的速度（填“物體的形狀”、“物體及地面硬度”、“物體與地面作用時間”、“是否反彈”、“反彈速度大小”）等因素有關．
（2）在該實驗中，我們選用同一籃球，其目的是為了控制其質量相等，故能判斷該操作的目的和方法；同時由于籃球與地面間作用力的大小不好比較，于是我們通過比較印跡的大小即可比較籃球對地面作用力的大小，故能判斷這里用到的研究方法．
（3）由于籃球下落時與地面間有作用力，所以才使得籃球上出現紅色的印跡，故想判斷該力的大小，即只需將籃球放在印跡中央，用力下壓籃球，當籃球恰好將印跡覆蓋時，即表明測力計示數即為籃球留下該印跡時對地面作用力的大小．
解答：解：（1）據已有的生活經驗可知，豎直下落的物體與地面碰撞時對地面的作用力大小與地面碰撞時對地面的作用力大小與物體落地時的速度（填“物體的形狀”、“物體及地面硬度”、“物體與地面作用時間”、“是否反彈”、“反彈速度大小”）等因素有關．
（2）在該實驗中，我們選用同一籃球，其目的是為了控制其質量相等，故能判斷該操作中用到了控制變量的方法；同時由于籃球與地面間作用力的大小不好比較，于是我們通過比較印跡的大小即可比較籃球對地面作用力的大小，故能判斷這里用到了轉換的方法．
（3）由于籃球下落時與地面間有作用力，所以才使得籃球上出現紅色的印跡，故想判斷該力的大小，即只需將籃球放在印跡中央，用力下壓籃球，當籃球恰好將印跡覆蓋時，即表明測力計示數即為籃球留下該印跡時對地面作用力的大小．
故答案為：（1）物體落地時的速度（填“物體的形狀”、“物體及地面硬度”、“物體與地面作用時間”、“是否反彈”、“反彈速度大小”等其他合理猜想均可）；（2）控制變量法和轉換法；（3）印跡．
點評：該題以探究重力勢能大小的影響因素為實驗的背景，考查了物理學中常用研究方法的理解和應用，該題是一道能力題，難度較大．