Question

14．快速騎自行車時(shí)，我們會(huì)感到空氣阻力，而且騎車速度越大，感覺空氣阻力越大．由此小強(qiáng)同學(xué)猜想：物體所受空氣阻力大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小有關(guān)．

在一個(gè)無風(fēng)的周末，小強(qiáng)和爸爸開汽車來到郊外一段人車稀少的平直公路上，將如圖甲所示裝置固定住，爸爸依次以20km/h～80km/h的不同速度在平直公路上各勻速行駛一段距離，小強(qiáng)將汽車在幾個(gè)不同行駛速度時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)記錄在下表中．

汽車速度v/（km•h-1）	20	30	40	50	60	70	80
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N	0.2	0.3	0.6	1.0	1.4	2.4	3.1

（1）實(shí)驗(yàn)裝置中用小車而不是木塊，并將其放在表面平滑的木板上，目的是為了減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響．根據(jù)二力平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大小近似等于小車及擋板受到的阻力大��；
（2）請(qǐng)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖乙的坐標(biāo)軸中描繪出空氣阻力跟速度的關(guān)系曲線．
（3）根據(jù)圖象，某同學(xué)得出：“物體所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度成正比”的結(jié)論，你認(rèn)為他的說法是錯(cuò)誤的（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）．
（4）“從足夠高的高空下落的雨滴速度會(huì)不會(huì)一直增大，其所受的空氣阻力會(huì)不會(huì)也一直增大？”小強(qiáng)與同學(xué)討論后知道了：若雨滴所受空氣阻力小于重力，則雨滴下落速度繼續(xù)增大，若下落雨滴所受空氣阻力大于重力，則雨滴下落速度減�。�請(qǐng)你結(jié)合所學(xué)物理知識(shí)分析：一滴質(zhì)量為5g的雨滴從高空下落時(shí)（假設(shè)在無風(fēng)天氣，雨滴下落高度足夠大），所受到的最大阻力f=0.05N，此后雨滴將做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)減小摩擦力的方法進(jìn)行分析；
（2）利用描點(diǎn)法做出圖象；
（3）分析圖象，若圖象中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)（即物體受到空氣的阻力）與汽車速度成正比例函數(shù)圖象則它們成正比，否則不成正比；
（4）根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知，雨滴所受空氣阻力小于重力時(shí)將做加速下落運(yùn)動(dòng)，速度進(jìn)一步增大，受到的阻力增大，當(dāng)雨滴受到的阻力等于重力時(shí)，雨滴的速度達(dá)到最大，以后雨滴將以此速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：（1）用小車，將滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，放在表面平滑的木板上，減小了接觸面的粗糙程度，所以可以減小摩擦力；
（2）橫坐標(biāo)表示車速，縱坐標(biāo)表示彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，利用描點(diǎn)法做出空氣阻力跟速度的關(guān)系圖象，如下圖所示：

（3）由圖象知，圖象是一條曲線，所以物體所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度不成正比，該同學(xué)的結(jié)論錯(cuò)誤；
（4）若雨滴所受空氣阻力小于重力，則雨滴下落速度繼續(xù)增大，所以當(dāng)雨滴達(dá)到一定速度時(shí)，此時(shí)阻力等于重力，
f=G=mg=5×10^-3kg×10N/kg=0.05N，
由于重力和阻力相等，雨滴受力平衡，所以雨滴將勻速下降．
故答案為：（1）摩擦力；（2）如上圖； （3）錯(cuò)誤；（4）0.05；勻速直線．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究物體所受空氣阻力大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小的關(guān)系，考查了學(xué)生作圖能力和二力平衡條件、減小摩擦力方法的應(yīng)用，分析好空氣阻力和雨滴重力之間的關(guān)系較為關(guān)鍵．