Question

探究自由落體運動
                                            自由落體運動
    小明和小雁在課外物理興趣小組學習時了解了伽利略的比薩斜塔實驗．傳說伽利略曾在比薩斜塔上當眾做過落體實驗．一天伽利略帶著兩個重量不同鐵球走上比薩斜塔的塔頂，把這兩個鐵球在眾目之下，同時放開，鐵球立即下墜，不分先后并“肩”前進，一齊落到地面．（也有記載說這個實驗是著名力學家布魯日的西蒙?斯臺文早于1587年從二樓窗臺上所做的）
小明和小雁對這個實驗產生了濃厚的興趣，物體的運動有怎樣的特點呢？于是他們就去請教老師，老師告訴他們：如果空氣阻力可以略去不計，物體只在重力作用下所做的運動便稱為自由落體運動．
小雁想：物體下落的路程與運動的時間又是什么關系呢？
小明猜想：既然物體下落的速度、路程與質量無關，可能應該與物體運動的時間有關．
在老師的指導下，他們設計了實驗，并彼此配合用質量為2kg的物體做實驗并得到了如下數(shù)據(jù)．
小明的數(shù)據(jù)：

運動時間/s	0	0.1	0.2	0.3	0.4
速度/（m/s）	0	1	2	3	4

小雁的數(shù)據(jù)：

運動時間/s	0	0.1	0.2	0.3	0.4
路程/m	0	0.05	0.2	0.45	0.8

由上述數(shù)據(jù)，你可以幫小明和小雁得到的結論是：
（1）

自由落體運動速度與運動時間成正比

．
表達式：V=

10m/s²×t

（2）

自由落體運動路程與時間的平方成正比

．
表達式：S=

s=5m/s²×t²

（3）他們探究的思維過程：提出問題、

猜想

、

實驗探究

、歸納分析、得出結論．

Answer 1

分析：（1）分析小明的實驗數(shù)據(jù)，找出速度隨時間變化的規(guī)律，并求出它們間的關系式．
（2）分析小雁的實驗數(shù)據(jù)，找出路程隨時間變化的規(guī)律，并求出它們間的關系式．
（3）根據(jù)科學探究的一般思維過程，結合題意分析答題．

解答：解：（1）由小明的是實驗數(shù)據(jù)可知，物體的速度v與運動時間t的比值不變，
即速度與時間成正比，且比值為

v

t

=

v1

t1

=

1m/s

0.1s

=10m/s²，
所以速度與時間的關系是v=10m/s²×t．
（2）由小雁的實驗數(shù)據(jù)可知，物體的路程與時間的平方比值不變，
即路程與時間的平方成正比，且

s

t2

=

s1

t 2 1

=

0.05m

(0.1s)2

=5m/s²，
則物體路程與運動時間的關系是s=5m/s²×t²．
（3）小明和小雁的探究思維過程是：提出問題、猜想、實驗探究、歸納分析、得出結論．
故答案為：（1）自由落體運動速度與運動時間成正比；10m/s²×t；
（2）自由落體運動路程與時間的平方成正比；s=5m/s²×t²；（3）猜想；實驗探究．

點評：本題是一道實驗數(shù)據(jù)分析題，認真分析表中實驗數(shù)據(jù)即可正確解題；實驗數(shù)據(jù)的處理是實驗的常考問題，一定要掌握其處理方法；本題同時考查了科學探究的思維過程，一定要掌握科學探究的一般思路．