Question

10．快速骑自行车，我们会感到空气阻力，而且骑车速度越快，感觉空气阻力越大，由此小科同学猜想：物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小有关．

在一个无风的周末，小科和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上，小科打开汽车天窗，将如图所示装置固定在汽车车顶，爸爸依次以4km/h、9km/h、16km/h、23km/h的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离，小科依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在表中，根据二力平衡，弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的空气阻力．

汽车速度v/（km/h）	4	9	16	23
弹簧测力计示数F/N	0.1	0.5	2.0	4.0

（1）实验装置中用小车而不是木块，并将其放在表面平滑的木板上，目的是为了减小摩擦对实验结果的影响．
（2）分析上表中的实验数据可知，物体运动速度越大，所受空气阻力越大．
（3）实验完毕后，小科又进行了新的思考，空中下落的物体速度回增大，那么从足够高的高空下落的雨滴速度会不会一直增大，其所受的空气阻力会不会也一直增大？
在老师的指导下，小科知道了：若雨滴所受空气阻力小于重力，则雨滴下落速度继续增大；
若下落雨滴所受空气阻力大于重力，则雨滴下落速度减小．
请你根据老师的上述指导和本实验结论并结合所学物理知识分析，一滴质量为50mg的雨滴
从高空下落时（假设在无风天气，雨滴下落高度足够大，雨滴在下落过程中质量不变），所受到的最大阻力f=0.05N，此后雨滴做匀速直线运动（g=10N/kg）．
（4）你认为运动物体受到空气阻力大小还与物体的形状（或横截面积或风速）有关．

Answer 1

分析 （1）根据减小摩擦力的方法进行分析；
（2）分析表格中数据速度和测力计示数的变化得出结论；
（3）根据物体受到的阻力与速度的关系结合二力平衡的知识进行分析；
（4）根据平时的经验分析，运动物体受到的空气阻力大小还可能与物体的形状、横截面积、风速、空气密度有关．

解答 解：（1）用小车，将滑动摩擦变为滚动摩擦，放在表面平滑的木板上，减小了接触面的粗糙程度，所以可以减小摩擦力；
（2）由表中的实验数据可知，汽车的速度增大，测力计的示数增大，可知受到的空气阻力增大；
（3）根据老师的指导，若雨滴所受空气阻力小于重力，则雨滴下落速度继续增大，所以当雨滴达到一定速度时，此时阻力等于重力，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，所以雨滴将匀速下降；
（4）运动物体受到的空气阻力大小可能与物体的形状、横截面积或风速有关．
故答案为：（1）摩擦；（2）大；（3）0.05；匀速直线；（4）物体的形状（或横截面积或风速）．

点评 此题是探究物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小的关系，考查了学生对实验数据的分析，影响摩擦力大小的因素及根据新知识解决问题的能力，能够考查学生的应变能力．