Question

19．理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究中的一種重要方法，它是將實(shí)驗(yàn)條件、過(guò)程在思維中以理想化的方式表現(xiàn)出來(lái)．如為了研究輕重不同的物體在真空中的下落快慢，科學(xué)家曾做過(guò)下面的理想實(shí)驗(yàn)．
將大小相同的金、鉛、木三個(gè)實(shí)心小球，分別同時(shí)放入三種密度不同的介質(zhì)中（ρ_{介質(zhì)1}＞ρ_{介質(zhì)2}＞ρ_{介質(zhì)3}），觀察比較三個(gè)小球下落的快慢，如圖所示．

試回答下列問(wèn)題．
（1）“下落的快慢”可以通過(guò)比較三個(gè)實(shí)心小球在同種介質(zhì)的同一高度，由靜止同時(shí)釋放，下落到相同位置時(shí)所需的時(shí)間得出．
（2）在上述實(shí)驗(yàn)中，三個(gè)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(gè)小球在真空中同時(shí)由同一高度靜止下落，它們下落快慢是相同（填“密度大的快”、“密度小的快”或“相同”）．

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(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)，通過(guò)比較下落到相同位置所用時(shí)間，比較出下落的快慢；
（2）觀察三個(gè)小球在介質(zhì)中下落到相同位置時(shí)，小球之間相對(duì)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(shí)，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(gè)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(shí)釋放，比較下落到相同位置時(shí)所用的時(shí)間，可以判斷三個(gè)小球下落的快慢；
（2）三個(gè)小球在不同介質(zhì)的相同高度下落到相同位置時(shí)，比較小球之間相對(duì)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(shuō)明小球下落快慢的差異大；介質(zhì)3中小球之間距離小，說(shuō)明小球下落快慢的差異��；因此三個(gè)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(shí)，小球下落快慢的差異將消失，即它們下落快慢相同．
故答案為：（1）時(shí)間；（2）介質(zhì)1、介質(zhì)2、介質(zhì)3；（3）相同．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是自由落體運(yùn)動(dòng)的探究性實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容雖然是高中物理的知識(shí)，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(duì)于不是初中物理知識(shí)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(shuō)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(wèn)題時(shí)，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(guò)的、我會(huì)的實(shí)驗(yàn)題上．