10．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．这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气的阻力相对于物体的重力可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动．为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，小刚同学有如下猜想：
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关．
为了验证猜想的正确性，小刚和几位同学用三个金属球做了一系列实验，数据记录如表：

实验 序号	材料	物体 质量/kg	下落 高度/m	下落 时间/s
1	铁球	0.1	20	1.96
2	铁球	0.1	30	2.47
3	铅球	0.1	20	1.96
4	铅球	0.2	20	1.96

（1）为了验证猜想一，应比较实验序号1、3；为了验证猜想二，应比较实验序号1、2；为了验证猜想三，应比较实验序号3、4．
（2）实验结论：自由落体运动时间与物体下落的高度有关．
（3）图是小刚同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次，拍下的小球下落时的运动状态，可以看出小球在做变速（选填“匀速”或“变速”）直线运动．
（4）小莉同学也对这个问题进行了探究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间不相等，原因是空气阻力对纸团的影响较大，不能忽略．

9．科学源于生活又高于生活，日常生活中的许多现象，往往隐含着科学道理，学习科学要善于观察，善于发现．
生活发现：①自行车在烈日下暴晒，车胎容易发生爆炸．
②压缩一段封闭在注射器内的空气，发现越压缩越费力．
提出问题：一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关？
建立假设：假设一：一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度有关；
假设二：一定质量的气体产生的压强可能与气体的体积或密度有关．
实验验证：为验证假设一，进行如下操作：
步骤一：取一根长约为1m一端封闭的细玻璃管，在室温（20℃）下用水银封闭一端空气住，将玻璃管竖直固定，并在玻璃管上标出水银下表面的位置如图所示．
步骤二：将空气柱浸入50℃的水中，待水银柱不再上升后，往玻璃管内注入水银直到水银柱下表面到达标记处为止．
步骤三：将空气柱浸入80℃的水中，重复实验．
现象描述：空气柱的温度越高，上方的水银柱也越长．
得出结论：一定质量的气体，温度越高，其压强越大．
评价交流：科学猜想往往需要一定的事实作为依据，请为猜想“气体产生的压强还可能与气体的质量有关”，例举一事实作为依据篮球内气体充的越多越难被压缩．

8．小芳在公园里看到一个小孩在荡秋千．她发现无论小孩的秋千摆荡得高还是低，来回摆动一次的时间好像并没有不同；当小孩离开后，秋千继续摆动的快慢似乎和有人时也相同．那么秋千来回摆动一次的时间会受什么因素影响呢？她做出了以下猜想：A．可能与秋千摆动的幅度有关；B．可能与秋千和人的质量有关；C．可能与秋千吊绳的长度有关．
她决定用单摆来模拟秋千，探究单摆来回摆动一次的时间与什么因素有关，于是她准备了不同质量的小铁球、细线、刻度尺、停表、铁架台等器材．实验装置如图甲所示．

实验 次数	摆幅 （m）	小球质量 （kg）	摆长 （m）	时间 （s）
1	0.1	0.03	0.8	1.8
2[	0.1	0.04	0.8	1.8
3	0.2	0.04	0.8	1.8
4	0.2	0.04	1	2.0

（1）小芳完成了实验并将数据记如如表，分析数据可知：单摆来回摆动一次的时间只与摆长有关．
（2）接着，小芳在摆线悬挂点O的正下方固定一铁钉P，将摆球从A点释放，摆线碰到铁钉后摆球仍能继续摆动，到达B点后再摆回，如此往复，如图乙所示．若摆长为0.8m，则单摆在A、B两点间来回摆动一次所需时间应小于l.8s（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）不计空气阻力及各处的摩擦．摆球到达的A、B两点是否在同一水平线上？答：是（选填“是”或“不是”），因为摆的重力势能相同．
（4）生活中若如图丙所示的摆钟走慢了，校准时应将摆长变短（选填“增大”或“减小”）钟摆的长度．

7．在学习了串联电路以后，小阳认为：在串联电路中同时工作的用电器个数越多，其电路中的电流越小．实验桌上有满足实验要求的如下器材：电源（电压恒定）、开关、滑动变阻器电流表各一个，阻值为2Ω、5Ω、10Ω的电阻各3个，导线若干．请你选用以上实验器材设计一个实验证明小阳的观点是错误的，画出实验电路图（在图中标出电阻值大小）、简述实验步骤并说明理由．

6．某物理兴趣小组的同学根据生活经验提出了这样的猜想：“保温瓶内的水温下降快慢可能与保温瓶中盛热水的质量多少有关”．
    为了研究这个问题，兴趣小组的同学从学校总务处借来了8个同样容量的热水瓶进行实验，在8个热水瓶中分别装入初温相等、质量不同的热水，在同一环境中同时测量，以保证环境温度相同，8个小时后再测量水温，同学们记录的实验数据如表：

保温瓶编号		1	2	3	4	5	6	7	8
装入水的质量/kg		2.0	1.9	1.8	1.7	1.6	1.5	1.4	1.3
水温	初温/℃	98	98	98	98	98	98	98	98
	末温/℃	84.5	84	83	81.5	79	48	76.5	74
8小时后的温度/℃		13.5	14	15	16.5	19	50	21.5	24

请回答下列问题：
（1）6号保温瓶中水的温差与其它保温瓶中的温度变化情况明显不一致．去掉这个保温瓶的实验数据，由其他7组数据可以得到的结论是保温瓶的水温下降快慢与保温瓶内热水质量有关，质量越小，温度下降越慢．
（2）这个实验还存在一定的缺陷，你认为应当作怎样的改进？用同一个保温瓶装不同质量的水，在其它条件相同的情况下观察水温的变化．

5．在力学实验复习时，小红到实验室用小车、弹簧、毛巾、棉布、玻璃等器材做了下面的探究实验．实验装置及步骤如下：
a．将弹簧左端固定在墙上，右端与小车接触（不连接），小车放在光滑的水平面AB上，此时弹簧处在原长状态，如图甲所示；
b．在水平面BC上铺上毛巾，向左移动小车压缩弹簧，然后从静止释放小车，标出小车在毛巾面上运动的距离；
c．在水平面BC上分别铺上棉布和玻璃，重做实验（弹簧压缩量与b相同），并标出小车在棉布和玻璃面上运动的距离．三次实验小车静止时位置如图乙①②③所示．
请回答下列问题：
（1）每次实验时弹簧的压缩量相同，则小车到达B点时的速度相同（选填“相同”或“不同”）．
（2）若表面粗糙程度是：毛巾面最大，棉布次之、玻璃最小，可以得出结论：水平面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢（选填“快”或“慢”）．由此可以得出推论：如果运动的物体不受力作用，它将做匀速直线运动，这种研究物理问题的方法叫理想化实验（选填“控制变量法”、“转换法”或“理想化实验”）．
（3）为了探究物体的动能和速度的关系，小红改变弹簧的压缩量，重做实验，小车在毛巾表面静止时如图丙④所示，她应比较图丙④与图乙中①（填序号）来分析；可以得出结论：质量一定时，速度越大，物体的动能越大．
（4）她还想探究物体的动能和质量的关系，她设计了这样的方案：在图丙④的基础上，在小车上放一只砝码，向左移动小车与图丙④的压缩量相同，重做实验．标出小车在毛巾表面上运动的距离，将这个距离与图丙④中小车在毛巾上运动的距离比较，不能（选填“能”、“不能”）说明动能与质量的关系．

4．探究篮球反弹性能的强弱与哪些因索有关？
【猜想与假设】
猜想一：可能与篮球的材质有关；    
猜想二：可能与篮球的质量（或体积或球内气压）有关（写一个）．
【制定计划与设计实验】
在探究猜想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球，设计了以下实验方案．
方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度；
方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落，观察比较它们反弹后高度；
方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同的高度，观察比较它们所需自由下落高度．
【交流与评估】
（1）按照方案一探究，其不足之处是很难控制向下拍的力相同；
（2）按照方案二探究，篮球反弹后的高度越高，反弹性能就越强（强/弱）；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，我们把这种研究方法称之为转换法．
（3）按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越高，反弹性能就越弱 （强/弱）．
【拓展应用】
类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后机械能与反弹前的机槭能的比值来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越强（强/弱）．

3．育才中学科技小组按照教材的要求安装了一台直流电动机模型，他们想测量该直流电动机将电能转化为机械能的效率，为此他们想出了如下办法：按图示装置用电动机通过轻绳提升一重物，通过测量，计算出电动机消耗的电能E_总和输出机械能E_机，用η=$\frac{{E{\;}_机}}{{E_总^{\;}}}$×100%来计算电动机的效率．实验步骤如下：
A、用天平测出重物的质量m=100g．
B、闭合开关S后，重物在电动机的牵引下从静止开始上升，用电压表和电流表测量电动机两端电压U和流过电动机的电流I，并测量出从闭合开关S起到断开开关S的时间t表示电流做功的时间，并将数据记录在列表格1中．
表1

电压U/V	电流I/A	时间t/s
2.0	0.05	10

C、在重物右侧固定一竖直放置的刻度尺，从闭合开关S起到断开开关S过程中，每隔1s，记录重物的位置，并将数据记录在如表格2中：
表2

时间t/s	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
位置/cm	0	2.0	6.5	13.0	21.5	30.5	40.0	50.0	60.0	70.0	80.0

根据上述实验步骤，回答以下问题：
（1）10s内重物运动的平均速度是0.08m/s．（注意单位）
（2）在计算电动机输出的机械能时出现了两种设计方案：
方案1：电动机输出的机械能转移到重物上，是通过轻绳的拉力做功实现的，因此，电动机输出的机械能等于轻绳拉力所做的功．又因为轻绳对重物的拉力F等于重物的重力mg，用h表示重物在t时间内从静止开始上升的高度，则E_机=W=Fh=mgh．
方案2：电动机输出的机械能转移到重物上，增加了重物的机械能（动能和势能），通过查阅资料知，当物体运动的速度为v时动能为E_k=$\frac{1}{2}$mv²，当物体上升的高度为h时，增加的重力势能为mgh，可计算出E_机=E_重物=$\frac{1}{2}$mv²+mgh．
上述两种方案中，其中某一方案有一明显的错误，请指出有错误的方案，并指明错误．
错误方案是：方案1（填写序号），错误是：前六秒内物体所受拉力大于物体的重力．
（3）利用你所选择的正确方案计算出电动机将电能转化为机械能的效率η．要求写出计算过程．（计算中取g=10N/kg）
（4）完成了上述探究活动后，他们想对“影响电动机效率的因素”进行探究，他们提出如下猜想：猜想①：可能跟电动机工作时间有关；
猜想②：可能跟所提升重物的质量有关．
关于“影响电动机效率的因素”，你还能提出什么猜想？（只要写一条）
猜想③：可能跟电动机工作电压（电流）有关．
请你在上述三个猜想中任选一个猜想，简要写出你的探究方案．

2．小明学习有关知识后，认识到家庭电路使用的交流电每秒钟完成50个周期性变化，经查阅资料知，这是描述交流电特征的一个物理量，叫做频率，用字母f表示，单位是赫兹（Hz），即家庭电路所使用的交流电的频率为50Hz．为探究某电学元件X对交流电的阻碍作用跟哪些因素有关，小明提出以下两点猜想：
①可能跟交流电的电压有关，②可能跟交流电的频率有关．为验证猜想，小明在老师的帮助下用下图电路进行实验，并将实验数据填在表中．分析表中数据并完成以下问题：

次数	电压U/V	频率f/Hz	电流 I/A
①	10	50	0.1
②	20	50	0.2
③	20	100	0.4

（1）为研究猜想①应选用①②两组数据进行分析．分析这两组数据，可得出在频率一定时，流过X的电流与其两端电压成正（正/反）比的结论；
（2）在物理学中用物理量Z=$\frac{U}{I}$来定义电学元件对交流电的阻碍作用，你认为Z的单位是Ω，分析表中数据可知，Z与$\frac{1}{f}$（$\frac{1}{频率}$）成正比．

1．从高空下落的物体，速度会越来越快，而所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度作匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度．例如雨滴从高空下落后越来越快，但在接近地面时作匀速运动．研究发现，在相同环境条件下，空气对不同材质的球形物体的阻力与球的半径和球的速度都有关系，下表为某次研究的实验数据：

小球编号	1	2	3	4	5
小球质量（g）	2	5	45	40
小球半径（cm）	0.5	0.5	1.5	2	4
小球收尾速度（m/s）	16	40	40	20

（1）如图是某段时间内的频闪照片，可判断此物体在做匀速直线运动．
（2）根据表格数据可知，4号小球在收尾速度时受到的阻力是0.4N．
（3）由数据规律可判断：当半径为1cm、质量为4g的小球下落时，其收尾速度是8m/s．