Question

11．由生活经验知道，在马路上骑自行车时，速度越大，感觉空气的阻力越大，小明同学根据这个经验提出了一个问题：空气阻力与速度有什么关系？
针对这个问题，他提出了如下猜想：
（1）也许空气阻力大小与速度大小成正比；
（2）也许空气阻力大小与速度平方成正比．
究竟哪一个猜想正确呢？他设计后进行实验，并获得如下数据：
同一个物体

速度	1.0m/s	2.0m/s	3.0m/s	4.0m/s
空气阻力	5.0N	20N	45N	80N

小明对上述数据进行了归纳分析，得出初步结论，并验证了自己其中一种猜想是正确的．根据你刚才的阅读，请回答：
（1）小明得出的结论是空气阻力的大小和速度的平方成正比．
（2）回忆一下骑自行车减小阻力的场景，提出空气阻力还可能与什么有关？（一个因素即可）迎风面积或物体形状等等．
（3）在课外实践活动中，另一组同学用闪光照相机探究纸锥竖直下落的运动情况，照相机每隔0.2s曝光一次．拍下的照片如图所示，由此可以判断纸锥下落的速度变化情况是先变大后不变（选填“不变”、“先变大后不变”或“一直变大”）．
同学们通过百度得到如下内容：
若静止从空中释放一个物体，那么在释放瞬间，它只受重力作用，由于受力不平衡，它将加速向下运动；随着下落速度的不断增大，落体所受的空气阻力也会随之变大，但只要空气阻力仍小于重力，物体仍会继续加速下落；当空气阻力增大到与物体重力相等时，落体的速度达到最大，并做匀速运动，此刻的最大速度就叫做落体的收尾速度．
下雨时，到达地面附近的雨滴的运动可近似看成匀速（选填“加速”、“减速”或“匀速”）运动．大雨滴的收尾速度大于小雨滴的收尾速度（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）根据小明提出的猜想，分析实验数据，然后得出结论．
（2）根据生活经验提出猜想，如空气阻力与迎风面积有关等．
（3）根据相同时间内通过的距离情况判断物体的运动状态；
雨滴下落过程所用时间越长，收尾速度会越大．

解答 解：（1）由表中实验数据可知，物体受到的空气阻力与对应的速度之比不相等，即：空气阻力与速度不成正比；
根据物体的速度，求出速度的平方后发现：物体受到的空气阻力与对应速度的比值相等，都是5，即：物体受到的空气阻力与物体的速度平方成正比；因此得出的结论是：对同一物体，空气阻力大小与速度平方成正比．
（2）骑自行车受到较大空气阻力时，常常弯腰躬身，减小迎风面积从而减小空气阻力，由此可见：空气阻力可能与物体与空气的接触面积有关．
（3）由图知，在相同时间内，纸锥通过的路程先变大后不变，由v=$\frac{s}{t}$可知，纸锥的速度先变大后不变；
由题意知，当雨滴的速度达到一定程度，所受空气阻力与重力平衡，此时雨滴做匀速直线运动；
大雨滴的质量较大，所需的阻力越大，可知此时雨滴下落的收尾速度应越大．
故答案为：（1）空气阻力的大小和速度的平方成正比；（2）迎风面积或物体形状等等；（3）先变大后不变；匀速；大于．

点评 本题是一道实验探究题，根据题意分析实验数据、认真总结实验过程结合生活经验即可正确解题．（3）可看做信息给予题目，根据题目中所给的信息确定雨滴的收尾速度．