Question

【題目】（5分）當(dāng)快速騎自行車時，我們會感到空氣阻力。而且騎車速度越快，所感覺到的空氣阻力越大。由此小華同學(xué)猜想：物體所受空氣阻力大小與物體運(yùn)動的速度大小有關(guān)。

在一個無風(fēng)的周末，小華和爸爸開汽車來到郊外一段人車稀少的平直公路上，小華打開汽車天窗，將如圖所示裝置固定在汽車車頂，爸爸依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各勻速行駛一段距離，小華依次將汽車不同行駛速度時的彈簧測力計的示數(shù)記錄在下表中。

（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 對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。根據(jù) 知識，小華知道彈簧測力計的示數(shù)大小近似等于小車及擋板受到的空氣阻力。

（2）通過表格數(shù)據(jù)分析：當(dāng)物體質(zhì)量等因素相同時，物體受到的空氣阻力與速度成 關(guān)系（選填“正比”或“反比”）。

（3）實(shí)驗(yàn)完畢后，爸爸對小華提出了這樣的疑惑：空中下落的物體速度會增大，那么從足夠高的高空下落的雨滴速度會不會一直增大呢？其所受的空氣阻力會不會也一直增大呢？

小華通過所學(xué)的力與運(yùn)動的知識，給爸爸做了解釋，并給出了答案：

假設(shè)在無風(fēng)天氣，雨滴下落時質(zhì)量不變，且高度足夠大，雨滴所受阻力的大小是 ，雨滴的運(yùn)動速度是 。（以上兩空均選填“一直變大”、“一直變小”、“先變大后變小”、“先變大后不變”或“先變小后不變”）

Answer 1

【答案】（1）摩擦力，二力平衡 （2）正比 （3）先變大后不變，先變大后不變

【解析】

試題分析：（1）用滾動代替滑動可以減小摩擦。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實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。由于汽車在以不同的速度做勻速直線運(yùn)動，所以，根據(jù)二力平衡知識可知，彈簧測力計的示數(shù)大小近似等于小車及擋板受到的空氣阻力。

（2）通過表格數(shù)據(jù)分析：當(dāng)物體質(zhì)量等因素相同時，物體受到的空氣阻力與速度成正比關(guān)系，因?yàn)閺椈蓽y力計的示數(shù)與汽車速度的比值不變。

（3）假設(shè)在無風(fēng)天氣，雨滴下落時質(zhì)量不變，且高度足夠大，雨滴所受阻力的大小是先變大后不變，因?yàn)橛甑问艿降目諝庾枇﹄S速度的增大而增大，當(dāng)增大到與重力相等時，由于二力平衡，速度不變，阻力也不變；雨滴的運(yùn)動速度是先變大后不變，因?yàn)殚_始雨滴受到的合力方向向下，使得雨滴的速度越來越大，當(dāng)阻力等于重力時，雨滴所受合力為零，雨滴將做勻速直線運(yùn)動。