Question

11．一组学生研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下：

A．小明同学提出假设运动物体所受空气阻力与运动速度有关
B．他们计划利用一些小纸杯作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量小纸杯在空中直线运动时的下落距离，速度时间的变化规律，以验证假设
C．在相同的实验条件下，同学们先测量了单只小纸杯在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入表中，图甲是对应的下落距离随时间变化的曲线，然后将不同数量的小纸杯叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度随时间变化的图线，如图乙中图线的1，2，3，4，5所示（对应的“小纸杯”数量分别是1，2，3，4，5个）D．同学们对实验数据进行分析，归纳后，证实了小明的假设．

时间（s）	下落距离（m）
0.0	0.000
0.4	0.036
0.8	0.469
1.2	0.957
1.6	1.447
2.0	x

请根据上述材料，请回答下列问题：
（1）小明提出的假设是运动物体所受空气阻力与运动速度有关．
（2）图甲中的AB段反应出小纸杯在做匀速直线运动，其中x的值1.937米．
（3）图乙中可知小纸杯下落一段时间后均做匀速直线运动的原因是受到平衡力的作用．

Answer 1

分析 （1）根据题意分析小明的假设；
（2）从图象中找到2.0s，然后做纵轴的平行线，与1的图象有一个交点，再过交点做横轴的平行线，找出2.0s对应的距离；
（3）若两个物理量的图象是一条直线，这两个物理量就是成正比的，这两个物理量的比值就是一个定值．

解答 解：（1）由题意可知，本次实验是从物体自由下落的距离与下落的时间关系上入手进行探究的，所以小明的假设是“运动物体所受空气阻力与运动速度有关”．
（2）由表中数据结合图线可知，纸杯一开始加速下落，后来速度几乎不变，0.8s后做匀速直线运动．因为0.8秒-1.2秒通过了0.49米．1.2秒-1.6秒 通过了0.49米．所以1.6秒-2.0秒也应通过了0.49米．因此X=1.447+0.49=1.937米．
（3）由图象可知：不论是一个纸杯还是几个纸杯叠加在一起，最后阶段下落距离和时间的图象都成了一条直线，这就说明了最后阶段路程和时间成正比，路程和时间的比值即速度是一个定值，所以纸杯做匀速直线运动；纸杯在竖直方向上受到两个力的共同作用：重力和阻力，这两个力是一对平衡力．
故答案为：（1）运动物体所受空气阻力与运动速度有关；（2）1.937米；（3）受到平衡力的作用．

点评 本题关键是明确探究活动的一般步骤，科学探究活动通常包括以下环节：提出问题→作出假设→制定计划→搜集证据→评估交流等．