Question

4．物體只在重力作用下由靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動，這種運動只在沒有空氣的空間才能發生，在有空氣的空間，如果空氣阻力相對物體的重力比較小，可以忽略，物體的下落也可以近似地看作自由落體運動．
（1）為了探究自由落體運動時間與哪些因素有關，物理學習第一研究小組提出了如下猜想：
猜想一：物體下落的時間與物體的材料有關；
猜想二：物體下落的時間與物體的質量有關；
猜想三：物體下落的時間與物體下落的高度有關．
為驗證猜想的正確性，小組同學用6個金屬球做了一系列實驗，實驗數據記錄如下：

實驗序號	材  料	質量（g）	下落高度（m）	下落時間（s）
1	鐵  球	50	10	1.43
2	鋁  球	50	10	1.43
3	銅  球	50	10	1.43
4	鋁  球	50	15	1.75
5	銅  球	80	20	2.02
6	鐵  球	80	10	1.43

①為了驗證猜想一，應比較實驗序號為1、2和3的實驗數據；分析可知，物體下落的時間與物體的材料無關．（選填“有關”或“無關”）
②為了驗證猜想二，應比較實驗序號為1和6的實驗數據；分析可知，物體下落的時間與物體的質量無關．（選填“有關”或“無關”）
③為了驗證猜想三，應比較實驗序號為2和4的實驗數據；分析可知，物體下落的時間與物體下落的高度有關．（選填“有關”或“無關”）
（2）物理學習第二研究小組也對這個問題進行了研究，他們讓質量相等的鐵球和紙團同時從同一高度由靜止開始下落，他們發現兩者下落時間不相等，原因是：紙片和紙團受到空氣阻力不同．
（3）圖甲是物理學習第三研究小組繪制的金屬球由靜止自由下落的高度h與時間t關系圖象；則圖乙中描述重力對該球做功W與時間t關系的四種圖象中，正確的圖象是C．

Answer 1

分析 （1）根據控制變量法，分析表中實驗數據，得出結論．
（2）從空氣阻力的影響分析原因．
（3）根據公式W=Gh可知W與h的關系，由h與t的關系可知W與t的關系．

解答 解：（1）根據控制變量法對以下問題進行分析：①1、2、3小球的質量和下落高度相同，小球的材料不同，下落時間相同，可知下落快慢與材料無關；
②1、6小球下落高度和材料相同，質量不同，下落時間相同，可知下落快慢與質量無關；
③2、4小球的材料和質量相同，下落高度不同，下落時間不同，而且時間與高度不是正比例關系，可知下落快慢與下落高度有關；
（2）質量相等的紙片和紙團，下落時紙片受到的空氣阻力影響較大，所以它們不能同時落地，所以它們的落地時間不同；
（3）根據公式W=Gh，同一金屬球的重力相同，W與h成正比例，所以W與t的圖象與h與t的圖象類似，C正確．
故答案為：（1）①無關；②1；無關；③4；有關；（2）紙片和紙團受到空氣阻力不同；（3）C．

點評 本題是探究影響自由落體運動快慢的因素實驗，考查了控制變量法在實驗中的應用能力，在分析時要注意控制的變量和改變的量．