Question

2．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，物理學習研究小組（一）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、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、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）物理學習研究小組（二）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：質量相等的鐵球和紙團，紙團的體積大，受到的空氣阻力較大
（3）圖甲是某實驗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）探究影響物體下落時間的因素實驗需要應用控制變量法，根據實驗目的確定需要控制的變量，分析表中實驗數據然后答題．
（2）從阻力對實驗影響的角度分析答題．
（3）根據功的計算公式W=Fs與圖示圖象分析答題．

解答 解：（1）①為了驗證猜想一：物體下落的時間與物體的材料有關，應控制物體的質量與下落高度相同而材料不同，由表中實驗數據可知，驗證猜想一，應比較實驗序號為1、2和3的實驗數據；由實驗數據可知，物體下落的時間與物體的材料無關．
②為了驗證猜想二：物體下落的時間與物體的質量有關，應控制物體的材料與下落高度相同而物體的質量不同，由表中實驗數據可知，為了驗證猜想二，應比較實驗序號為1和6的實驗數據；由表中實驗數據可知，物體下落的時間與物體的質量無關．
③為了驗證猜想三：物體下落的時間與物體下落的高度有關，應控制物體的材料與質量相同而下落高度不同，由表中實驗數據可知，為驗證猜想三，應比較實驗序號為2和4的實驗數據；由表中實驗數據可知，物體下落的時間與物體下落的高度有關．
（2）質量相等的鐵球和紙團，紙團的體積大，紙團受到的空氣阻力大，空氣阻力對紙團的影響較大，因此它們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．
（3）重力做功：W=Fs=mgh，mg是常數，因此W與h成正比，W與t的關系和h與t的關系相似，由圖示圖象可知，圖C所示圖象與圖甲所示圖象相似，故C正確，故選C；
故答案為：（1）①無關；②1、6；無關；③2、4；有關；（2）質量相等的鐵球和紙團，紙團的體積大，受到的空氣阻力較大；（3）C．

點評 解決本題的關鍵是控制變量法的掌握和應用，控制變量法：就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規律的因素和條件加以人為控制，只改變某個變量的大小，而保證其它的變量不變，最終解決所研究的問題．