Question

20．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)記錄在表中．

汽車速度v/（m•s-1）	5	10	15	20
彈簧測力計示數(shù)F/N	0.4	0.8	1.2	1.6

（1）實驗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驗結(jié)果的影響．根據(jù)二力平衡知識，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正比關(guān)系（選填“正比”或“反比”）．
（3）實驗完畢后，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先變大后不變，雨滴的運動速度是先變大后不變．（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

分析 （1）根據(jù)減小摩擦力的方法進行分析；
（2）分析表格中數(shù)據(jù)速度和測力計示數(shù)的變化得出結(jié)論；
（3）雨滴下落過程中，隨著速度加快，所受阻力增大，當(dāng)阻力等于其重力時，做勻速直線運動，速度不變．

解答 解：（1）用小車，將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，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；
根據(jù)二力平衡知識，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）由表中的實驗數(shù)據(jù)可知，汽車的速度增大，測力計的示數(shù)增大，且阻力與速度比值為定值，可知當(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；
（3）根據(jù)老師的指導(dǎo)，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，此時阻力等于重力，雨滴受力平衡，所以雨滴將勻速下降，因此在無風(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，雨滴的運動速度是先變大后不變．
故答案為：（1）摩擦力；二力平衡；（2）正比；（3）先變大后不變；先變大后不變．

點評 此題是探究物體所受空氣阻力大小與物體運動的速度大小的關(guān)系，考查了學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的分析，影響摩擦力大小的因素及根據(jù)新知識解決問題的能力，能夠考查學(xué)生的應(yīng)變能力．