题目内容
12．某学生为了测量人骑自行车行驶过程中的阻力系数k（人骑车时所受阻力f与总重力mg的比值），他依次进行了以下操作：A．找一段平直路面，并在路面上画一道起点线；
B．用较快的初速度骑车驶过起点线，并同时从车架上放下一团橡皮泥；
C．自行车驶过起点线后就停止蹬车，让其靠惯性沿直线行驶，记下自行车停下的位置；
D．用卷尺量出起点线到橡皮泥的距离s、起点线到终点的距离L及车架离地的高度h．
根据上述操作，回答下列问题：
（1）橡皮泥放下后作平抛运动；
（1）自行车驶过起点线时的速度大小为s$\sqrt{\frac{g}{2h}}$；
（2）自行车在行驶中的阻力系数k=$\frac{{s}^{2}}{4hL}$（要求用测量得到的物理量来表示）．
分析 （1、2）橡皮泥做平抛运动，由平抛运动知识求出自行车的速度．
（3）停止蹬车后，自行车做匀减速运动，由匀变速运动的速度位移公式求出自行车的加速度，
由牛顿第二定律求出自行车受到的阻力，然后求出阻力系数
解答 解：（1）从车架上放下一团橡皮泥，橡皮泥具有水平方向的初速度且只受重力，做平抛运动；
（2）设自行车受到为v，橡皮泥做平抛运动，
水平方向上：s=vt，竖直方向上：h=$\frac{1}{2}$gt2，
解得：v=s$\sqrt{\frac{g}{2h}}$；
（3）自行车做匀减速直线运动，由匀变速运动的速度位移公式可得：
0-v2=2aL，解得：a=-$\frac{g{s}^{2}}{4hL}$，负号表示加速度方向与速度方向相反；
自行车在减速过程中，受到的合力为阻力f，由牛顿第二定律得：
f=ma，阻力系数k=$\frac{f}{mg}$，解得k=$\frac{{s}^{2}}{4hL}$；
故答案为：（1）平抛；（2）s$\sqrt{\frac{g}{2h}}$；（3）$\frac{{s}^{2}}{4hL}$
点评 知道橡皮泥做平抛运动、停止蹬车后自行车做匀减速直线运动，熟练应用平抛运动与匀变速运动规律、牛顿第二定律，即可正确解题．
练习册系列答案
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