Question

課外書上介紹的關(guān)于伽利略在比薩斜塔上進(jìn)行的落球?qū)嶒?yàn)激起了小強(qiáng)強(qiáng)烈的探究興趣，物體自由下落的快慢到底與哪些因素有關(guān)呢？
首先他做了如下猜想：
猜想1：物體自由下落的快慢可能與物體自身的質(zhì)量有關(guān)；
猜想2：物體自由下落的快慢可能與物體下落的高度有關(guān)；
猜想3：物體自由下落的快慢可能與物體所受的空氣阻力大小有關(guān)．
這么多因素怎么辦呢？小強(qiáng)想到在地面附近下落的小物體所受的空氣阻力的影響很小，這個(gè)因素可以忽略．然后，他采用光電門和數(shù)字計(jì)時(shí)器較準(zhǔn)確的測(cè)量了五組大小相同的小金屬球

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	小球質(zhì)量/g	下落高度/cm	下落時(shí)間/ms
1	10	50	316
2	10	100	444
3	10	150	543
4	15	100	444
5	20	100	444

在空中自由下落的時(shí)間，如右表：
（1）要驗(yàn)證猜想2，他應(yīng)選擇______（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）三組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到的結(jié)論是：小球自由下落的快慢與小球下落的高度______（填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）．
（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在不考慮空氣阻力的情況下，質(zhì)量不同的物體自由下落的快慢是______（選填“相同”或“不同”）的．
（3）小球在自由下落的過程中，______能轉(zhuǎn)化成______能．
（4）你認(rèn)為在小強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)探究過程中哪些做法值得你學(xué)習(xí)（至少寫出兩點(diǎn)）

裝置	拉力F/N	彈簧測(cè)力計(jì)上升的距離s/m	總功 W總/J	鉤碼重G/N	鉤碼上升高度 h/m	有用功 W有/J	機(jī)械效率η/%
甲	1			2	0.1	0.2
乙	1.5	0.3	0.45	4	0.1		88.9

Answer 1

【答案】分析：（1）要驗(yàn)證物體自由下落的快慢可能與物體下落的高度有關(guān)，要保證下落高度不同，其他因素要相同．
根據(jù)1、2、3三組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，小球質(zhì)量相同，下落高度不同，下落時(shí)間也不同．可得出結(jié)論．
（2）要判斷質(zhì)量不同的物體自由下落的快慢是否相同，則比較質(zhì)量不同的物體，下落高度相同，看看下落時(shí)間是不是相同即可．
（3）根據(jù)影響動(dòng)能和重力勢(shì)能的因素，可以判斷小球在自由下落的過程中，能的轉(zhuǎn)化情況．
（4）可以從忽略次要因素，使問題簡(jiǎn)化方面；合理選取器材，減小實(shí)驗(yàn)誤差方面；注意控制變量方面入手分析．
解答：解：（1）要驗(yàn)證物體自由下落的快慢可能與物體下落的高度有關(guān)，要保證下落高度不同，其他因素要相同．
所以，要選擇1、2、3，三組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；
根據(jù)1、2、3三組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，小球質(zhì)量相同，下落高度不同，下落時(shí)間也不同．表明小球自由下落的快慢與小球下落的高度有關(guān)．
（2）比較4、5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知可知，質(zhì)量不同的物體，下落高度相同，下落時(shí)間相同．所以，在不考慮空氣阻力的情況下，質(zhì)量不同的物體自由下落的快慢是相同的．
（3）小球在自由下落的過程中，質(zhì)量不變，高度變小，所以，重力勢(shì)能變小，速度變大，動(dòng)能變大，所以，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．
（4）忽略次要因素，使問題簡(jiǎn)化：在地面附近下落的小物體所受的空氣阻力的影響很小，這個(gè)因素可以忽略．
合理選取器材，減小實(shí)驗(yàn)誤差：采用光電門和數(shù)字計(jì)時(shí)器較準(zhǔn)確的測(cè)量小球在空中自由下落的時(shí)間．
注意控制變量：選取質(zhì)量不同的小球從同一高度下落，選取質(zhì)量相同的小球從不同高度下落．
故答案為：（1）1、2、3，有關(guān)；
（2）相同；
（3）重力勢(shì)能、動(dòng)能．
（4）①忽略次要因素，使問題簡(jiǎn)化：在地面附近下落的小物體所受的空氣阻力的影響很小，這個(gè)因素可以忽略．
②合理選取器材，減小實(shí)驗(yàn)誤差：采用光電門和數(shù)字計(jì)時(shí)器較準(zhǔn)確的測(cè)量小球在空中自由下落的時(shí)間．
③注意控制變量：選取質(zhì)量不同的小球從同一高度下落，選取質(zhì)量相同的小球從不同高度下落．
點(diǎn)評(píng)：（1）本題通過探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，考查了學(xué)生接受新知的能力，分析歸納能力．
（2）第四問，對(duì)學(xué)生自由設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有一定的幫助．是一道好題．