Question

某學生為了測量人騎自行車行駛過程中的阻力系數(shù)k（人騎車時所受阻力f與總重力mg的比值），他依次進行了以下操作：
A．找一段平直路面，并在路面上畫一道起點線；
B．用較快的初速度騎車駛過起點線，并同時從車架上放下一團橡皮泥；
C．自行車駛過起點線后就停止蹬車，讓其靠慣性沿直線行駛，記下自行車停下的位置；
D．用卷尺量出起點線到橡皮泥的距離s、起點線到終點的距離L及車架離地的高度h．
根據(jù)上述操作，回答下列問題：
（1）自行車駛過起點線時的速度大小為______
（2）自行車在行駛中的阻力系數(shù)k=______（要求用測量得到的物理量來表示）．

Answer 1

解：（1）設自行車受到為v，橡皮泥做平拋運動，
水平方向上：s=vt，豎直方向上：h=gt²，
解得：v=s；
（2）自行車做勻減速直線運動，由勻變速運動的速度位移公式可得：
0-v²=2aL，解得：a=-，負號表示加速度方向與速度方向相反；
自行車在減速過程中，受到的合力為阻力f，由牛頓第二定律得：
f=ma，阻力系數(shù)k=，解得k=；
故答案為：（1）；（2）．
分析：（1）橡皮泥做平拋運動，由平拋運動知識求出自行車的速度．
（2）停止蹬車后，自行車做勻減速運動，由勻變速運動的速度位移公式求出自行車的加速度，
由牛頓第二定律求出自行車受到的阻力，然后求出阻力系數(shù)．
點評：知道橡皮泥做平拋運動、停止蹬車后自行車做勻減速直線運動，熟練應用平拋運動與勻變速運動規(guī)律、牛頓第二定律，即可正確解題．