题目内容
【题目】如图甲,浩浩为探究“阻力对物体运动的影响”,每次都让小车从斜面顶端由静止开始下滑,改变水平面的粗糙程度,测量小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验时,小车每次都滑到水平面上运动,小车在竖直方向上受一对____,其作用效果相互抵消,相当于小车只受阻力f的作用,此时小车所受阻力可以当作小车受到的合外力;
(2)对比三次实验发现:小车所受阻力越小,运动的距离就越远,小车速度减小得就越____,如果阻力为零,小车将____;
(3)浩浩评估实验时发现,本实验还可以探究物体速度变化快慢与阻力(合外力)的定量关系,在老师的指导下,他用类比的方法联想到:物体运动的快慢等于路程与时间之比,用速度v来表示,那么速度变化快慢就等于速度的变化量与时间之比,用加速度a来表示,他重新实验对这个问题进行了研究,得到下表所示数据:
水平 接触面 | 小车质量 m/kg | 初速度 v0(m/s) | 末速度 v1(m/s) | 减速所用 时间t(s) | 速度减小快 慢a(m/s2) | 阻力 f(N) | |
1 | 毛巾 | 0.04 | 1 | 0 | 0.1 | 10 | 0.4 |
2 | 棉布 | 0.04 | 1 | 0 | 0.2 | 5 | 0.2 |
3 | 木板 | 0.04 | 1 | 0 | 0.4 | 2.5 | 0.1 |
对数据进行定量研究,分析可知:同一物体速度变化快慢a与阻力f的关系式为a=____m/s2;
(4)交流讨论时,薇薇说:高速路上,满载的大货车很难停下来,而小轿车却容易得多。试猜想,速度变化的快慢a可能还与____有关。
【答案】平衡力 慢 保持原来速度做匀速直线运动 25f 质量
【解析】
(1)[1]小车沿水平面运动时,小车在竖直方向上受到的重力和支持力相平衡,是一对平衡力,其作用效果相互抵消,相当于小车只受水平方向上的摩擦力。
(2)[2][3]水平面越光滑,小车受到的阻力越小,运动的距离越远,说明小车速度减小的慢,因此我们可以推理得出:如果小车不受阻力,小车将保持原来速度做匀速直线运动。
(3)[4]由表格中的数据可知,小车的质量都相同,阻力f越大,则速度变化快慢a就越大,且阻力f变为原来的2倍,速度变化快慢a就变为原来的2倍,即速度变化快慢a与阻力f成正比,所以速度变化快慢a为
当阻力为0.4N时,速度变化快慢a为10m/s2,则
所以
(4)[5]满载的大货车的质量较大,小轿车的质量较小,若受到的阻力相同,小轿车容易停下来,即小轿车的速度变化量更快,这表明速度变化的快慢a可能还与物体的质量有关。