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研究发现,从高空下落的物体,速度越来越大,所受的空气阻力也会随着速度的增大而增大,下落一段后,将会以某一速度做匀速直线运动,如图所示,并把这个速度称为收尾速度.
研究进一步发现,在相同环境条件下,从高空下落小球的收尾速度与小球质量和小球半径有关.下表为某次研究的实验数据.
小球编号 1 2 3 4 5
小球质量/(10-2 kg) 2 5 12.5 12.5 12.5
小球半径/(10-3 m) 0.5 0.5 0.5 1.0 2.0
小球收尾速度/(m?s-1 16 40 100 50 25
请你认真分析表中数据,回答下面问题:
(1)如果要研究小球收尾速度与小球的质量是否有关,应保持
小球的半径
小球的半径
不变,选表中
1、2、3
1、2、3
组数据(填序号)进行分析.结论是:
当小球的半径不改变时,小球的质量越大,小球的收尾速度越大
当小球的半径不改变时,小球的质量越大,小球的收尾速度越大

(2)如果要研究小球收尾速度与小球的半径是否有关,应保持
小球的质量
小球的质量
不变,选表中
3、4、5
3、4、5
组数据(填序号)进行分析.结论是:
当小球的质量不改变时,小球的半径越大,小球的收尾速度越小
当小球的质量不改变时,小球的半径越大,小球的收尾速度越小
分析:物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.
解答:解:(1)如果要研究小球收尾速度与小球的质量是否有关,则需保持其它因素均不变,只改变小球的质量,因此选择表中1、2、3组数据,根据数据可知,小球的质量越大,小球的收尾速度越大,故得出的结论为:当小球的半径不改变时,小球的质量越大,小球的收尾速度越大;
(2)如果要研究小球收尾速度与小球的半径是否有关,则需保持其它因素均不变,只改变小球的半径,因此选择表中3、4、5组数据,根据数据可知,小球的半径越大,小球的收尾速度越小,故得出的结论为:当小球的质量不改变时,小球的半径越大,小球的收尾速度越小.
故答案为:(1)小球的半径;1、2、3;当小球的半径不改变时,小球的质量越大,小球的收尾速度越大;
(2)小球的质量;3、4、5;当小球的质量不改变时,小球的半径越大,小球的收尾速度越小.
点评:控制变量法是科学探究中的重要思想方法,是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一.此类问题是结合初中物理实例考查对各种物理学方法的掌握情况.
练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:

(2009?息县一模)从高空下落的物体,速度会越来越快,而所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将以某一速度作匀速运动,通常把这个速度称为收尾速度.例如雨滴从高空下落后越来越快,但在接近地面时作匀速运动.
研究发现,在相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力与球的半径和球的速度都有关系,下表为某次研究的实验数据
小球编号 1 2 3 4 5
小球质量(g) 2 5 45 40
小球半径(cm) 0.5 0.5 1.5 2 4
小球收尾速度(m/s) 16 40 40 20
(1)小明通过比较
1、2
1、2
号小球得出结论:相同半径的小球,质量大的收尾速度也大.
(2)编号为4号的小球,当小球受到的阻力最大时的速度为
20
20
m/s,此时小球受到的阻力为
0.4
0.4
N,依据的原理是
二力平衡
二力平衡
.(g=10N/kg)
(3)小明通过比较表格中4、5号小球的数据得出:小球的收尾速度除了与小球的质量有关,还与小球的半径有关.请给5号小球的质量设置合适的数据并对其收尾速度进行合理的推测,填入表格中.

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科目:初中物理 来源: 题型:

从高空下落的物体,速度越来越大,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将以某一速度作匀速运动,通常把这个速度称为收尾速度.研究发现,相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系.下表为某次研究的实验数据,根据表格中的数据可得出:

(1)比较编号1、2小球,当小球半径相同时,球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度v的关系是:
在半径r相同的情况下,球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度v成正比
在半径r相同的情况下,球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度v成正比

(2)球形物体所受的空气阻力,与球的半径r和速度v的关系式是:
在收尾速度相同的情况下,球形物体所受的空气阻力f与r2成正比
在收尾速度相同的情况下,球形物体所受的空气阻力f与r2成正比

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科目:初中物理 来源: 题型:

(2010?东丽区一模)从高空下落的物体,速度越来越大,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将以某一速度作匀速直线运动,通常把这个速度称为收尾速度.求:
(1)一质量m=0.3kg的小球在加速下落20m高度的过程中重力所做的功(g取10N/kg).
(2)研究发现,相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力大小与球的半径 和速度都有关系.下表为某次研究的实验数据,根据表格中的数据,求出编号为2、3的小球在达到收尾速度时所受的空气阻力之比.
小球编号 1 2 3 4
小球质量(×10-2kg) 2 5 45 40
小球半径(×10-3m) 0.5 0.5 1.5 2
小球的收尾速度m/s 16 40 40 20
(3)根据表格中的数据,小刚研究出了球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度v的关系.
他的分析如下:由编号1、2两个小球的数据分析,在半径r相同的情况下,
收尾速度之比:
v1
v2
=
16
40
=
2
5
     空气阻力之比
f1
f2
=
m1g
m2g
=
2
5

得出结论:空气阻力f与收尾速度v成正比.
请你参照小刚的分析思路,求出球形物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系.

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科目:初中物理 来源: 题型:

从高空下落的物体,速度越来越大,所受空气的阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将其以某一速度作匀速运动,通常把这个速度称为收尾速度.求:
(1)一质量m=0.3Kg的小球在加速下落20m高度的过程中重力所做的功(g取10N/Kg).
(2)研究发现,相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系.下表为某次研究的实验数据,根据表格中的数据,求出编号为2、3的小球在达到收尾速度时所受的空气阻力之比.
(3)由(2)问表格中的数据,求出球形物体所受的空气的阻力f与球的收尾速度v的关系.
(4)由(2)问表格中的数据,求出球形物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系.
小球编号 1 2 3 4
小球质量(×10-2Kg) 2 5 45 40
小球半径(×10-3m) 0.5 0.5 1.5 2
小球的收尾速度m/s 16 40 40 20

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