Question

15．小芳逆风骑行时，发现风速越大，骑行越困难，这是因为受到空气阻力的作用．她猜想：运动物体所受空气阻力大小可能与风速有关，为验证以上猜想，她用如图所示实验装置进行实验：

（1）实验中实验平台应选用光滑玻璃板（选填“光滑玻璃板“或“粗糙木板“），其目的是减小阻力的影响．
（2）小芳用电风扇向小车及挡板吹风，来探究小车运动时受到的空气阻力．她向左水平匀速拉动弹簧测力计，此时小车受到的空气阻力等于弹簧测力计的示数（选填“大于““等于“或“小于“）．
（3）下表为小芳在探究“小车所受空气阻力与风速“关系时，测得数据，通过对表中数据分析，可得出的结论是：在迎风面积相同时，风速越大，阻力越大．

挡板面积（m2）	0.02	0.02	0.02
风速		中
小车受到的空气阻力（N）

（4）小杨认为影响物体所受空气阻力大小的因素可能还与挡板的面积有关．请你帮小杨设计一个实验方案验证他的猜想．实验方案保持电风扇风速不变，在小车上放置面积不同的塑料挡板，分别测出小车所受到的空气阻力．

Answer 1

分析 （1）从摩擦力的大小分析；
（2）将小车与挡板看作一个整体，此时它受到的风的阻力与弹簧测力计对它的拉力是一对平衡力，据此可得出阻力的大小；
（3）通过比较低、中、高三个档位时小车受到的阻力情况，结合控制变量法的要求，可得出相应的结论；
（4）控制电风扇风速不变，观察迎风面积对空气阻力的影响．

解答 解：（1）实验中实验平台应选用光滑玻璃板，其目的是减小摩擦力对实验结果的影响；
（2）空气的阻力无法直接进行测量，因此，我们采用转换法的思想，通过二力平衡将空气的阻力转换为弹簧测力计对小车的拉力，从而进行间接测量；
（3）表格中的数据是探究风速对小车所受空气阻力的影响时，保持迎风面积一定，测得的；根据控制变量法，概括得出结论是：在迎风面积相同时，风速越大，阻力越大．
（4）小明还想探究迎风面积对小车所受空气阻力的影响，根据控制变量法可知实验时，应控制风速不变，所以具体步骤是：保持电风扇风速不变，在小车上放置面积不同的塑料挡板，分别测出小车所受到的空气阻力．
故答案为：（1）光滑玻璃板；减小阻力的影响；（2）等于；（3）在迎风面积相同时，风速越大，阻力越大；（4）保持电风扇风速不变，在小车上放置面积不同的塑料挡板，分别测出小车所受到的空气阻力．

点评 本题考查学生对自然生活现象（逆风骑自行车时，会省力些；雨天，撑伞逆风行走时，行走困难）的观察，结合实验探究的环节，进行合理猜想、设计实验的能力，注意根据控制变量法，概括得出结论时先表明条件．