Question

某中學(xué)九年級(jí)科技活動(dòng)小組用一些大小不同的正方形塑料薄膜，細(xì)繩以及回形針制作了一些降落傘，如圖所示．其中，有的同學(xué)在降落傘下部掛一枚回形針，有的掛兩枚甚至更多的回形針．同學(xué)們將降落傘從教學(xué)樓4樓陽(yáng)臺(tái)（距地面高度10m）釋放降落傘，并測(cè)量其降落至地面的時(shí)間．（塑料薄膜和細(xì)繩的自重忽略不計(jì)）
（1）請(qǐng)說出可能影響降落傘下落時(shí)間的一個(gè)因素．
（2）預(yù)測(cè)這個(gè)因素變化（增大或減小）時(shí)，降落傘下落時(shí)間會(huì)發(fā)生什么變化．
（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究方案，檢驗(yàn)?zāi)愕念A(yù)測(cè)是否正確，并寫出實(shí)驗(yàn)步驟．
①根據(jù)你的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究，應(yīng)該選用哪些實(shí)驗(yàn)器材？
②實(shí)驗(yàn)步驟：

Answer 1

【答案】分析：（1）物體從高處下落到地面的速度，取決于它的受力情況，下落過程中受到重力和空氣阻力的作用；
（2）下落時(shí)間由重力和空氣阻力的差值決定，這個(gè)差值越大下落時(shí)間越短，差值越小下落時(shí)間越長(zhǎng)；
（3）探究這兩個(gè)因素的影響時(shí)，必須采用控制變量法的思想，控制重力就是控制傘下所掛回形針的數(shù)量，控制空氣阻力就是控制降落傘的體積也就是塑料薄膜的面積．
解答：解：（1）物體下落速度與受力情況有關(guān)，受到重力和空氣阻力兩個(gè)力的共同作用，重力取決于傘下所掛回形針的數(shù)量，空氣阻力取決于它的體積即塑料薄膜的面積大小；
（2）①回形針的數(shù)量增大時(shí)，傘的重力增大，空氣阻力不變，下落速度會(huì)加快，下落時(shí)間減少；回形針的數(shù)量減少時(shí)，傘的重力減小，空氣阻力不變，下落速度會(huì)變慢，下落時(shí)間增加；
②塑料薄膜的面積增大時(shí)，空氣阻力增大，傘的重力不變，下落速度變慢，下落時(shí)間增加；塑料薄膜的面積減小時(shí)，空氣阻力減小，傘的重力不變，下落速度加快，下落時(shí)間減少；
（3）實(shí)驗(yàn)器材除了回形針、塑料薄膜外，測(cè)量時(shí)間需要秒表，測(cè)量正方形塑料薄膜面積需要刻度尺．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)控制回形針數(shù)量和塑料薄膜面積兩個(gè)因素中的一個(gè)，改變另一個(gè)因素，秒表記錄下落的時(shí)間就可以得出正確結(jié)論．

故答案為：（1）傘下掛回形針的數(shù)量（或塑料薄膜的面積大�。�；
（2）數(shù)量增大時(shí)，下落時(shí)間減少；數(shù)量減小時(shí)，下落時(shí)間增加．（塑料薄膜面積增大時(shí)，下落時(shí)間增加；塑料薄膜面積減小時(shí)，下落時(shí)間減少）；
（3）可以設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案（測(cè)量時(shí)間或相互比較），選擇的器材只要與設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案相符即可得分．
①不同數(shù)量的回形針（或薄膜面積不同的降落傘）、秒表（或其他計(jì)時(shí)工具）
②實(shí)驗(yàn)步驟：可選下列方案之一或其他合理方案．
方案一：直接測(cè)量降落傘下落時(shí)間．其實(shí)驗(yàn)步驟為：
 A、任選一只降落傘從陽(yáng)臺(tái)釋放，測(cè)量其下落時(shí)間t₁，
 B、改變降落傘（所掛回形針數(shù)量不同或薄膜面積不同）重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量下落時(shí)間t₂，比較t₁、t₂的大�。�
 方案二：兩個(gè)不同降落傘同時(shí)從同一高度開始下落，比較落地的先后．
 A、讓兩只不同的降落傘（所掛回形針數(shù)量不同或薄膜面積不同）同時(shí)從陽(yáng)臺(tái)釋放，
 B、觀察比較它們落地的先后順序，先落地的下落快，后落地的下落慢．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道探究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題，符合新課改的理念，考查學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力和用控制變量法研究物理問題的能力，綜合性比較好，也是中考考查的熱點(diǎn)題型．