Question

12．為了研究輕重不同的物體在真空中的下落快慢情況，科學(xué)家曾做過下面的實(shí)驗(yàn)．將大小相同的金、鉛、木三個實(shí)心小球，分別同時放入三種密度不同的介質(zhì)（ρ_{介質(zhì)1}＞ρ_{介質(zhì)2}＞ρ_{介質(zhì)3}，）中，觀察比較三個小球下落的快慢，如圖所示．試回答下列問題：

（1）“下落的快慢”可以通過比較三個實(shí)心小球在同種介質(zhì)的同一高度，由靜止同時釋放，下落到相同位置時所需的時間 得出．
（2）在上述實(shí)驗(yàn)中，三個小球下落快慢的差異由大到小的介質(zhì)依次是介質(zhì)1、介質(zhì)2、介質(zhì)3．
（3）進(jìn)一步推理可得，當(dāng)三個小球在真空時，它們下落快慢的差異將為零．

Answer 1

分析 （1）體積相同、材料不同的小球在三種密度不同的介質(zhì)中，從相同高度開始做自由落體運(yùn)動，通過比較下落到相同位置所用時間，比較出下落的快慢；
（2）觀察三個小球在介質(zhì)中下落到相同位置時，小球之間相對距離的大小可比較出小球在不同介質(zhì)中下落快慢的差異；
（3）該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用推理法：在減小物體受到的阻力為零時，材料、質(zhì)量不同的小球下落的速度相等．

解答 解：（1）運(yùn)用控制變量法，使三個體積相同、不同材料的實(shí)心小球在同一介質(zhì)的相同高度處，同時釋放，比較下落到相同位置時所用的時間，可以判斷三個小球下落的快慢；
（2）三個小球在不同介質(zhì)的相同高度下落到相同位置時，比較小球之間相對距離的大小，即可比較出小球在不同介質(zhì)中下落快慢的差異；介質(zhì)1中小球之間距離大，說明小球下落快慢的差異大；介質(zhì)3中小球之間距離小，說明小球下落快慢的差異小；因此三個小球下落快慢的差異由大到小的介質(zhì)一次是介質(zhì)1、介質(zhì)2、介質(zhì)3；
（3）比較介質(zhì)1、介質(zhì)2、介質(zhì)3發(fā)現(xiàn)，三種介質(zhì)密度為：ρ_{介質(zhì)1}＞ρ_{介質(zhì)2}＞ρ_{介質(zhì)3}，密度越小，小球下落快慢的差異越小，當(dāng)介質(zhì)不存在，即為真空時，小球下落快慢的差異將消失，即為零．
故答案為：（1）時間；（2）介質(zhì)1、介質(zhì)2、介質(zhì)3；（3）它們下落快慢的差異將為零．

點(diǎn)評 本題考查的是自由落體運(yùn)動的探究性實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容雖然是高中物理的知識，但本題考查的方法卻是初中物理經(jīng)常用到的方法-控制變量法．所以對于不是初中物理知識的實(shí)驗(yàn)題，我們也可以采用控制變量法去完成它，也就是說我們學(xué)習(xí)物理更重要的是要掌握方法，當(dāng)我們遇到新的問題時，也可以自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去解決它，不能只停留在我學(xué)過的、我會的實(shí)驗(yàn)題上．