Question

3．探究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)間與哪些因素有關(guān)．
物體只在重力作用下由靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)只在沒(méi)有空氣的空間才能發(fā)生，在有空氣的空間，如果空氣阻力相對(duì)物體的重力比較小，可以忽略，物體的下落也可以近似的看作自由落體運(yùn)動(dòng)．
【猜想與假設(shè)】
猜想一：可能與物體的材料有關(guān)；   
猜想二：可能與物體下落的高度有關(guān)；
猜想三：可能與物體的質(zhì)量有關(guān)．
為驗(yàn)證猜想的正確性，幾位同學(xué)用三個(gè)金屬球做了一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	材料	物體質(zhì)量（kg）	下落高度（m）	下落時(shí)間（s）
1	鐵球	1	20	1.96
2	鐵球	1	30	2.47
3	鉛球	1	20	1.96
4	鉛球	2	20	1.96

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)】
（1）為了驗(yàn)證猜想一，應(yīng)比較序號(hào)1、3，結(jié)論是：物體下落的時(shí)間與物體的材料無(wú)關(guān)．
（2）實(shí)驗(yàn)中，他們選用鐵球而不選用相同質(zhì)量的棉花進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣做的目的是C．
A、便于實(shí)驗(yàn)操作   
B、便于觀察
C、相對(duì)空氣阻力小，使運(yùn)動(dòng)更接近于自由落體運(yùn)動(dòng)，更具科學(xué)性
【拓展應(yīng)用】
（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析，若宇航員在月球上將小鐵片和羽毛在同一地點(diǎn)、同一高度同時(shí)釋放，它們將A．
A、同時(shí)落地   
B、鐵片先落地，羽毛后落地
C、羽毛先落地，鐵片后落地
（2）該實(shí)驗(yàn)中，小明它們采用的物理研究方法是C．
A、“類比法”B、“等效替代法”C、“控制變量法”D、“模型法”

Answer 1

分析 （1）由題意可知，對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)間與哪些因素有關(guān)的問(wèn)題，提出了兩種猜想；
因此對(duì)于此類多因素問(wèn)題要采用控制變量法進(jìn)行分析解答，即當(dāng)研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)間與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，要控制其它的因素不變．
拓展：（1）棉花球或紙團(tuán)的體積較大，會(huì)受到較大的空氣阻力；
（2）由（2）結(jié)論可知應(yīng)為同時(shí)落地．由題意可知，物體下落的時(shí)間可能與物體的材料、可能與物體下落的高度、可能與物體的質(zhì)量有關(guān)，實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)采用控制變量法．

解答 解：（1）猜想一是物體下落的時(shí)間與物體的材料有關(guān)，所以應(yīng)該控物體下落的高度相同，材料不同，由表格可知實(shí)驗(yàn)1、3符合題意；
分析表格中的1、3數(shù)據(jù)可知，物體下落的時(shí)間與物體的材料無(wú)關(guān)；
（2）自由落體的條件就是盡可能的減小物體受到的空氣阻力，鐵球相對(duì)于棉花，受到的空氣阻力更小，運(yùn)動(dòng)更接近自由落體運(yùn)動(dòng)，故選C；
拓展：
（1）分析表中3和4數(shù)據(jù)可知，物體的材料和下落的高度相同，物體的質(zhì)量不同，下落的時(shí)間相同，故可得結(jié)論：物體下落的時(shí)間與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)，
宇航員在月球上將小鐵片和羽毛在同一地點(diǎn)、同一高度同時(shí)釋放時(shí)，兩者做自由落體運(yùn)動(dòng)，
因物體下落的時(shí)間與物體的材料、質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以，小鐵片和羽毛會(huì)同時(shí)落地，故選A．
（2）由題意可知，物體下落的時(shí)間可能與物體的材料、可能與物體下落的高度、可能與物體的質(zhì)量有關(guān)，實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，不僅采用比較法，還應(yīng)用了控制變量法，故選C．
故答案為（1）1、3；物體下落的時(shí)間與物體的材料無(wú)關(guān)；（2）C；（1）A；2）C．

點(diǎn)評(píng) 本題是利用控制變量法進(jìn)行的探究實(shí)驗(yàn)．控制變量法：就是在研究和解決問(wèn)題的過(guò)程中，對(duì)影響事物變化規(guī)律的因素和條件加以人為控制，只改變某個(gè)變量的大小，而保證其它的變量不變，最終解決所研究的問(wèn)題．在本題中控制了形狀、地點(diǎn)、高度相同，研究物體自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢因素．