Question

4．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(fā)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(guān)，物理學(xué)習(xí)第一研究小組提出了如下猜想：
猜想一：物體下落的時間與物體的材料有關(guān)；
猜想二：物體下落的時間與物體的質(zhì)量有關(guān)；
猜想三：物體下落的時間與物體下落的高度有關(guān)．
為驗證猜想的正確性，小組同學(xué)用6個金屬球做了一系列實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

實驗序號	材  料	質(zhì)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(yīng)比較實驗序號為1、2和3的實驗數(shù)據(jù)；分析可知，物體下落的時間與物體的材料無關(guān)．（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）
②為了驗證猜想二，應(yīng)比較實驗序號為1和6的實驗數(shù)據(jù)；分析可知，物體下落的時間與物體的質(zhì)量無關(guān)．（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）
③為了驗證猜想三，應(yīng)比較實驗序號為2和4的實驗數(shù)據(jù)；分析可知，物體下落的時間與物體下落的高度有關(guān)．（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）
（2）物理學(xué)習(xí)第二研究小組也對這個問題進行了研究，他們讓質(zhì)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(fā)現(xiàn)兩者下落時間不相等，原因是：紙片和紙團受到空氣阻力不同．
（3）圖甲是物理學(xué)習(xí)第三研究小組繪制的金屬球由靜止自由下落的高度h與時間t關(guān)系圖象；則圖乙中描述重力對該球做功W與時間t關(guān)系的四種圖象中，正確的圖象是C．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)控制變量法，分析表中實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論．
（2）從空氣阻力的影響分析原因．
（3）根據(jù)公式W=Gh可知W與h的關(guān)系，由h與t的關(guān)系可知W與t的關(guān)系．

解答 解：（1）根據(jù)控制變量法對以下問題進行分析：①1、2、3小球的質(zhì)量和下落高度相同，小球的材料不同，下落時間相同，可知下落快慢與材料無關(guān)；
②1、6小球下落高度和材料相同，質(zhì)量不同，下落時間相同，可知下落快慢與質(zhì)量無關(guān)；
③2、4小球的材料和質(zhì)量相同，下落高度不同，下落時間不同，而且時間與高度不是正比例關(guān)系，可知下落快慢與下落高度有關(guān)；
（2）質(zhì)量相等的紙片和紙團，下落時紙片受到的空氣阻力影響較大，所以它們不能同時落地，所以它們的落地時間不同；
（3）根據(jù)公式W=Gh，同一金屬球的重力相同，W與h成正比例，所以W與t的圖象與h與t的圖象類似，C正確．
故答案為：（1）①無關(guān)；②1；無關(guān)；③4；有關(guān)；（2）紙片和紙團受到空氣阻力不同；（3）C．

點評 本題是探究影響自由落體運動快慢的因素實驗，考查了控制變量法在實驗中的應(yīng)用能力，在分析時要注意控制的變量和改變的量．