Question

14．快速騎自行車時，我們會感到空氣阻力，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)動的速度大小有關(guān)．在一個無風(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)將汽車在幾個不同行駛速度時的彈簧測力計的示數(shù)記錄在下表中． 

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

（1）實(shí)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(shí)驗結(jié)果的影響．根據(jù)二力平衡，彈簧測力計的示數(shù)大小近似等于小車及擋板受到的阻力大�。�
（2）請根據(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)動速度成正比”的結(jié)論，你認(rèn)為他的說法是錯誤的（選填“正確”或“錯誤”）
（4）“從足夠高的高空下落的雨滴速度會不會一直增大，其所受的空氣阻力會不會也一直增大？”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�。�請你結(jié)合所學(xué)物理知識分析：一滴質(zhì)量為5g的雨滴從高空下落時（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．
（5）你認(rèn)為運(yùn)動物體受到的空氣阻力大小還與物體的形狀有關(guān)．

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，若圖象中彈簧測力計的示數(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)物體受到的阻力與速度的關(guān)系結(jié)合二力平衡的知識進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)平時的經(jīng)驗分析，運(yùn)動物體受到的空氣阻力大小還可能與物體的形狀、橫截面積、風(fēng)速、空氣密度有關(guān)．

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；
（2）橫坐標(biāo)表示車速，縱坐標(biāo)表示彈簧測力計的示數(shù)，利用描點(diǎn)法做出空氣阻力跟速度的關(guān)系曲線，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)動速度不成正比，該同學(xué)的結(jié)論錯誤；
（4）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，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；
（5）運(yùn)動物體受到的空氣阻力大小可能與物體的形狀、橫截面積或風(fēng)速、空氣密度有關(guān)．
故答案為：（1）摩擦力；（2）見上圖；（3）錯誤；（4）0.05；勻速直線；（5）物體的形狀．

點(diǎn)評 此題是探究物體所受空氣阻力大小與物體運(yùn)動的速度大小的關(guān)系，考查了學(xué)生對實(shí)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．