Question

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．為了探究自由落體運動時間與哪些因素有關，同學小王有如下猜想：

實驗序號	材料	物質質量（kg）	下落高度（m）	下落時間（s）
1	鐵球	1	20	1.96
2	鐵球	1	30	2.47
3	鉛球	1	20	1.96
4	鉛球	2	20	1.96

猜想一：物體下落的時間與物體的材料有關；
猜想二：物體下落的時間與物體下落的高度有關；
猜想三：物體下落的時間與物體的質量有關．
為驗證猜想的正確性，幾位同學用三個金屬球做了一系列實驗，實驗數據記錄如表：
（1）在研究中同學們用到的研究方法有比較法和

 

等．
（2）為了驗證猜想三，小明同學應比較上表中實驗序號3和實驗序號

 

，結論是：

 

；
（3）小王同學比較實驗序號1和實驗序號3，是為了驗證

 

（猜想一/猜想二/猜想三），結論是：

 

．

Answer 1

分析：（1）由題意可知，物體下落的時間可能與物體的材料、可能與物體下落的高度、可能與物體的質量有關，實驗探究時應采用控制變量法；
（2）探究物體下落的時間與物體質量的關系時，應控制物體的材料和下落的高度相同，改變物體的質量進行探究，然后分析實驗數據得出結論；
（3）探究物體下落的時間與物體的材料關系時，應控制物體的下落的高度和質量不變，改變物體的材料進行探究，然后分析實驗數據得出結論．

解答：解：
（1）由題意可知，物體下落的時間可能與物體的材料、可能與物體下落的高度、可能與物體的質量有關，實驗探究時，不僅采用比較法，還應用了控制變量法；
（2）探究物體下落的時間與物體質量的關系時，應控制物體的材料和下落的高度相同，改變物體的質量，實驗3、4符合；
分析實驗3、4數據可知，其他條件不變，改變物體的質量時，物體下落的時間相同，故可得結論：物體下落的時間與物體的質量無關；
（3）比較實驗序號1和實驗序號3可知，物體的質量和下落的高度相同，物體的材料不同，探究的是物體下落的時間與物體的材料的關系；
分析1、3實驗數據可知，其他條件相同，改變物體的材料時，物體下落的時間不同，故可得結論：物體下落的時間與物體的材料有關．
故答案為：
（1）控制變量法；
（2）3、4；物體下落的時間與物體的質量無關；
（3）猜想一；物體下落的時間與物體的材料有關．

點評：解決本題的關鍵是控制變量法的掌握和應用，控制變量法：就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規律的因素和條件加以人為控制，只改變某個變量的大小，而保證其它的變量不變，最終解決所研究的問題．