Question

物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动．小铁球等物体下落时受到的空气阻力很小，可以忽略不计，因此，小铁球由静止开始下落的运动可以近似当作自由落体运动．
（1）兴趣小组在课外实践活动中，用闪光照相机探究小铁球做自由落体运动的情况，照相机每隔0.1s曝光一次，照片如图．由此可以判断出小铁球下落时速度变化情况是    （选填“不变”、“先变大后不变”或“一直变大”）．A、B两位置间的实际距离为    cm，则此过程中，小铁球的速度为    m/s；
（2）为了进一步探究小铁球由静止开始下落一定高度的时间是否与球的质量有关，请设计一个实验方案．
简要做法：    ；
如何判断：    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）在整个下落过程中，照相机曝光时间是相同的，根据图片分析相同时间内通过距离的变化，便可得出小球速度的变化．
进行刻度尺的读数时，注意分析刻度尺的单位和分度值，读数时要估读到分度值的下一位．
A、B间小球的速度是指这段路程内的平均速度，根据公式v=，s是指A、B间的路程，t是从A到B所用的时间．
（2）要想判断小铁球由静止开始下落一定高度的时间是否与球的质量有关，则应在保持其它条件不变的情况下，改变小球的质量，然后比较所用时间是否发生变化．
解答：解：（1）照相机曝光间隔时间是相同的，由图知，小球下落过程中在相同时间内通过的路程越来越大，所以速度在增大．
由图知，刻度尺的分度值为1dm，所以AB间的距离为7.50dm或75.0cm．
照相机每隔0.1s曝光一次，所以由A到B所用的时间为0.3s．
所以AB之间的速度为：v===2.5m/s．
（2）为了进一步探究小铁球由静止开始下落一定高度的时间是否与球的质量有关，需要改变小球质量的大小，但要保持其它的量不变．然后测量小铁球下落的时间．
如果下列的时间不变，则表示与质量无关；若时间改变，则表示与时间有关．
故答案为：（1）一直改变；75.0；2.5；（2）只改变小铁球的质量，然后测量小铁球下落的时间；如果下落的时间不变，则表示小铁球由静止开始下落一定高度的时间与球的质量无关；如果下落时间改变，则表示与球的质量无关．
点评：此题主要探究小铁球由静止开始下落一定高度的时间是否与球的质量有关，通过一些问题考查了学生对刻度尺的读数及平均速度的求法的掌握．同时考查了控制变量法在此实验中的应用．要探究研究问题跟哪个物理量的关系，就需改变哪个物理量，但其它量要保持不变．