Question

17．小華周末在寶應(yīng)北河公園游玩，快速騎自行車，我們會(huì)感到空氣阻力，而且騎車速度越快，感覺空氣阻力越大，由此小華同學(xué)猜想：物體所受空氣阻力大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小有關(guān)．
在一個(gè)無風(fēng)的周末，小華和爸爸開汽車來到郊外一段人車稀少的平直公路上．小華打開汽車天窗，將如圖所示裝置固定在汽車車頂．爸爸依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各勻速行駛一段距離，小華依次將汽車以不同行駛速度時(shí)的彈簧測力計(jì)的示數(shù)記錄在如表中．根據(jù)二力平衡，彈簧測力計(jì)的示數(shù)大小近似等于小車及擋板受到的空氣阻力．

汽車速度v/（m•s-1）	5	10	15	20
彈簧測力計(jì)示數(shù)F/N	0.1	0.5	1.1	1.9

（1）小華騎車過程時(shí)突然遇到一障礙物緊急剎車，小華車簍里的水杯會(huì)向前運(yùn)動(dòng)（填“向前”或“向后”）
（2）實(shí)驗(yàn)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(yàn)結(jié)果的影響．
（3）分析上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，物體運(yùn)動(dòng)速度越大，所受空氣阻力越大．
（4）實(shí)驗(yàn)完畢后，小華又進(jìn)行了新的思考：空中下落的物體速度會(huì)增大，那么從足夠高的高空下落的雨滴速度會(huì)不會(huì)一直增大，其所受的空氣阻力會(huì)不會(huì)也一直增大？在老師的指導(dǎo)下，小華知道了：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�。�請你根據(jù)老師的上述指導(dǎo)和本實(shí)驗(yàn)結(jié)論并結(jié)合所學(xué)物理知識分析：一滴質(zhì)量為m的雨滴從高空下落時(shí)（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=0.06N，則此雨滴的質(zhì)量為6g，此雨滴下落過程中：第一階段做加速直線運(yùn)動(dòng)，第二階段做勻速直線運(yùn)動(dòng)．（填“加速”、“減速”或“勻速”）．
（5）你認(rèn)為運(yùn)動(dòng)物體受到的空氣阻力大小還與物體的面積有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)慣性現(xiàn)象分析；
（2）根據(jù)減小摩擦力的方法進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)表格中測力計(jì)的示數(shù)分析；
（4）根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知，雨滴所受空氣阻力小于重力時(shí)將做加速下落運(yùn)動(dòng)，速度進(jìn)一步增大，受到的阻力增大，當(dāng)雨滴受到的阻力等于重力時(shí)，雨滴的速度達(dá)到最大，以后雨滴將以此速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，據(jù)此進(jìn)行解答．
（5）根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)分析．

解答 解：（1）小華騎車過程時(shí)突然遇到一障礙物緊急剎車，小華車簍里的水杯由于慣性，仍然會(huì)向前運(yùn)動(dòng)；
（2）用小車，將滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)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；
（3）由表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)速度越大時(shí)，測力計(jì)示數(shù)越大，即阻力越大；
（4）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(shí)，此時(shí)阻力等于重力，
則m=$\frac{G}{g}$=$\frac{f}{g}$=$\frac{0.06N}{10N/kg}$=0.006kg=6g；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(dòng)物體受到的空氣阻力大小還與物體的面積有關(guān)．
故答案為：（1）向前；（2）摩擦力；（3）大；（4）6；勻速；（5）物體的面積．

點(diǎn)評 本題是探究物體所受空氣阻力大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小的關(guān)系，考查了學(xué)生作圖能力和二力平衡條件、減小摩擦力方法的應(yīng)用，分析好空氣阻力和雨滴重力之間的關(guān)系較為關(guān)鍵．