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降落伞是让人或物体从空中安全降落到地面的一种工具,广泛用于应急救生、空投物资等。某STEM项目学习小组同学对降落伞下降的速度与哪些因素有关产生了兴趣,并开展了以下实验。

[实验器材]①纱布、棉布、防水布;②小沙包若干;③剪刀、刻度尺、透明胶带、绳子、天平。

[提出问题]降落伞下降的速度与哪些因素有关?

[建立假设]

假设一:降落伞下降的速度与伞面材料有关;

假设二:降落伞下降的速度与伞面面积有关;

假设三:降落伞下降的速度与伞和重物的总质量有关。

[收集证据]如图,将沙包挂在降落伞上,并使它从同一高度自由下落。实验时,同学们发现实验器材中缺少一种测量工具_____,完善实验器材后继续实验,获得以下数据。

组别

伞面材料

伞面面积(cm2)

伞和重物的

总质量(g)

降落时间(s)

1

2

3

平均

1

纱布

1200

100

8.6

8.5

8.7

8.6

2

棉布

1200

100

9.3

9.5

9.4

9.4

3

防水布

1200

130

10.7

10.8

10.9

10.8

4

防水布

1500

130

13.1

13.4

13.4

13.3

 

 

[得出结论]分析上述数据,发现降落伞下降的速度与_____有关。

[思考讨论]进一步分析发现,针对建立的假设,所收集的证据并不完整,请你在答题卷的表格中将实验方案补充完整。_____

 

答案:
秒表 伞面材料、伞面面积 组别 伞面材料 伞面面积(cm2) 伞和重物的总质量(g) 降落时间(s) 第1次 第2次 第3次 平均 1 纱布 1200 100 8.6 8.5 8.7 8.6 2 棉布 1200 100 9.3 9.5 9.4 9.4 3 防水布 1200 130 10.7 10.8 10.9 10.8 4 防水布 1500 130 13.1 13.4 13.4 13.3 5 纱布 1200 130           【解析】 [1]实验中需要测量降落伞降落所用的时间,故需要用到秒表。 [2]根据3和4的实验数据可知,在伞的总质量、材料相同时,伞面面积越大,所用的时间越长,即降落伞下降的速度与伞面面积有关;根据和2的实验数据可知,在伞的总质量、伞面面积相同时,伞的材料不同,所用的时间不同,即降落伞下降的速度与伞的材料有关;即:降落伞下降的速度与伞面材料、伞面面积有关。 [3]实验中需要探究降落伞下降的速度与伞和重物的总质量是否有关,需要控制伞的材料和伞面面积相同,改变质量的大小,所以需要添加的数据为组别5,如下表所示: 组别 伞面材料 伞面面积(cm2) 伞和重物的总质量(g) 降落时间(s) 第1次 第2次 第3次 平均 1 纱布 1200 100 8.6 8.5 8.7 8.6 2 棉布 1200 100 9.3 9.5 9.4 9.4 3 防水布 1200 130 10.7 10.8 10.9 10.8 4 防水布 1500 130 13.1 13.4 13.4 13.3 5 纱布 1200 130          
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