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.由此小华同学猜想: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,小华和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上.小华打开汽车天窗,将如图所示装置固定在汽车车顶.爸爸依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离,小华依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中.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/(m•s﹣1)

5

10

15

20

弹簧测力计示数F/N

0.1

0.5

1.1

1.9

(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   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   

(3)实验完毕后,小华又进行了新的思考:空中下落的物体速度会增大,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,小华知道了: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一滴质量为5g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),所受到的最大阻力f=   N,此后雨滴做   运动(g=10N/kg).

(4)你认为运动物体受到的空气阻力大小还与   有关.

空气的动力

空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力,简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时,气球会“嗖”的一下飞出去了,这时气球获得了气动力。我们再观察一个实验:如图所示,将一个针管的活塞推到底端,并通过一个胶管与一个吹了气的气球相连。用力挤压气球,发现活塞被顶起。这个实验说明空气作为动力对活塞做了功。

被压缩的气体压强变大,能对外做功。那么在生活中是否能将空气作为一种“能源”,变成一种推进物体前进的动力呢?经过长时间探索,人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力,推动叶片或者活塞运动的发动机,即叶片式、活塞式空气发动机。

如图是某新型的以空气发动机为动力的汽车。它共有4个压缩空气缸,总容量为90L,可储存标准大气压下90m3的空气,其设计最高速度可达154km/h,平均每加一次气能行驶200km或10h。压缩空气动力汽车的充气方式有两种:一是使用车辆自带的空气压缩机,使用家庭电路作为电源,就可在4个小时内完成充气;二是到指定的加气站,可在短短3分钟内完成充气。

由于空气发动机不直接使用燃料,因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零”排放的优点。即使因为技术不成熟导致某些缺点,在科学界引起不小的争议,但这项技术仍然具有广阔的发展空间。

请根据上述材料,回答下列问题:

(1)压缩空气动力汽车与汽油机相比优点是________(说出一点即可)

(2)分析上文,下面说法正确的是___________(选填选项前的字母,正确的选项多于一个)。

A. 松开鼓起来的气球时,气球飞出去,这是因为物体间力的作用是相互的        B. 空气动力汽车工作时将内能转化为机械能

C. 以空气发动机为动力的汽车,靠气缸内空气燃烧产生能量        D. 空气动力汽车工作时不会有能量的损失

(3)资料表明,空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度,对于产生此现象的原因,请你提出一条合理的解释________。

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