Question

課外書上介紹的關于伽利略在比薩斜塔上進行的落球實驗激起了小強強烈的探究興趣，物體自由下落的快慢到底與哪些因素有關呢？
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量有關；
猜想2：物體自由下落的快慢可能與物體下落的高度有關；
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．
這么多因素怎么辦呢？小強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，這個因素可以忽略．然后，他采用光電門和數字計時器較準確的測量了五組大小相同的小金屬球

實驗 序號	小球質量/g	下落高度/cm	下落時間/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間，如右表：
（1）要驗證猜想2，他應選擇________（填實驗序號）三組數據進行比較，得到的結論是：小球自由下落的快慢與小球下落的高度________（填“有關”或“無關”）．
（2）分析實驗數據可知，在不考慮空氣阻力的情況下，質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，________能轉化成________能．
（4）你認為在小強的實驗探究過程中哪些做法值得你學習（至少寫出兩點）

裝置	拉力F/N	彈簧測力計上升的距離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

解：（1）要驗證物體自由下落的快慢可能與物體下落的高度有關，要保證下落高度不同，其他因素要相同．
所以，要選擇1、2、3，三組數據進行比較；
根據1、2、3三組數據進行比較，小球質量相同，下落高度不同，下落時間也不同．表明小球自由下落的快慢與小球下落的高度有關．
（2）比較4、5實驗數據可知可知，質量不同的物體，下澆高度相同，下落時間相同．所以，在不考慮空氣阻力的情況下，質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，質量不變，高度變小，所以，重力勢能變小，速度變大，動能變大，所以，重力勢能轉化為動能．
（4）忽略次要因素，使問題簡化：在地面附近下落的小物體所受的空氣阻力的影響很小，這個因素可以忽略．
合理選取器材，減小實驗誤差：采用光電門和數字計時器較準確的測量小球在空中自由下落的時間．
注意控制變量：選取質量不同的小球從同一高度下落，選取質量相同的小球從不同高度下落．
故答案為：（1）1、2、3，有關；
（2）相同；
（3）重力勢能、動能．
（4）①忽略次要因素，使問題簡化：在地面附近下落的小物體所受的空氣阻力的影響很小，這個因素可以忽略．
②合理選取器材，減小實驗誤差：采用光電門和數字計時器較準確的測量小球在空中自由下落的時間．
③注意控制變量：選取質量不同的小球從同一高度下落，選取質量相同的小球從不同高度下落．
分析：（1）要驗證物體自由下落的快慢可能與物體下落的高度有關，要保證下落高度不同，其他因素要相同．
根據1、2、3三組數據進行比較，小球質量相同，下落高度不同，下落時間也不同．可得出結論．
（2）要判斷質量不同的物體自由下落的快慢是否相同，要比較質量不同的物體，下澆高度相同，看看下落時間是不是相同即可．
（3）根據影響動能和重力勢能的因素，可以判斷小球在自由下落的過程中，能的轉化情況．
（4）可以從忽略次要因素，使問題簡化方面；合理選取器材，減小實驗誤差方面；注意控制變量方面入手分析．
點評：（1）本題通過探究自由落體運動規(guī)律，考查了學生接受新知的能力，分析歸納能力．
（2）第四問，對學生自由設計實驗有一定的幫助．是一道好題．