“物体只在重力作用下由静止开始下落的运动称为自由落体运动”。小明对这种落体运动产生了探究的兴趣,提出了两个问题。
问题一:物体下落的快慢是否与物体的质量有关?
问题二:物体下落的高度与下落的时间存在着怎样的关系?
(1)针对问题一,你的猜想是:物体下落的快慢与物体的质量有关,且物体的质量越大,下落越 。
(2)小明根据你的猜想,设计了如下实验,请将实验方案补充完整:
取质量不同的物体放在 的高度(填“相同”或“不同”),让它们自由下落,比较所用的时间。
(3)请根据你的猜想,再设计一种实验方案:取质量不同的物体,让它们自由下落,比较 。
(4)小明在探究“问题二”时,通过实验,测量出同一物体分别从不同高度下落的时间如表。分析实验数据发现:“物体下落的高度与下落的时间不满足正比例关系”。他猜想“物体下落的高度与下落时间的平方成正比”,若要验证这一猜想,应如何处理分析实验数据?
高度 | 下落时间 |
hl | tl |
h2 | t2 |
h3 | t3 |
(1)快(慢);
(2)相同;
(3)相同时间内下落的高度;
(4)计算出下落的高度与对应下落的时间平方的比值,即,如果它们的比值在误差范围内可认为相等,说明以上猜想是正确的,否则猜想是错误的.
题目分析:(1)针对问题1,可以猜想物体下落的快慢与物体的质量有关,并且物体的质量越大,下落越快(或慢);
(2)小明设计的方案必须控制物体的质量不同,放在相同的高度,让它们自由下落,比较所以的时间;
(3)也可以取质量相同的物体,让它们自由下落,比较相同时间内下落的高度;
(4)小明要验证“物体下落的高度与下落时间的平方成正比”这一猜想是否正确,需要计算出下落的高度与对应下落的时间平方的比值,即,看它们在误差内是否相等.
所以答案为:(1)快(慢);
(2)相同;
(3)相同时间内下落的高度;
(4)计算出下落的高度与对应下落的时间平方的比值,即,如果它们的比值在误差范围内可认为相等,说明以上猜想是正确的,否则猜想是错误的.
点评:此题属于探究题型,探究自由落体运动的性质,要结合控制变量法进行分析解答,知道应该控制哪些因素不变,改变哪些因素.