Question

17．逆风骑自行车时，弯着身体，会省力些；雨天，撑伞逆风行走时，风速越大，行走越困难．这是因为受到空气阻力的作用．物体所受空气阻力大小与哪些因素有关呢？小明猜想可能与物体的迎风面积和风速有关．为验证以上猜想，小明选用了如下器材：可调速电风扇（高、中、低三档）、弹簧测力计、面积不同的塑料挡板三块、光滑玻璃板、小车．
（1）小明设计了如图所示实验，用电风扇向小车及挡板吹风，模拟小车运动时受到的空气阻力．根据二力平衡知识，通过弹簧测力计示数即可知道小车受到的空气阻力．
（2）小明在探究风速对小车所受空气阻力影响时，保 持迎风面积一定，测得数据如下：

风速	低	中	高
小车受到的空气阻力/N	0.8	2.2	3.8

通过对表中数据分析，可得出的结论是：在迎风面积相同时，风速越大，阻力越大．
（3）小明还想探究迎风面积对小车所受空气阻力的影响，请你帮他设计出主要的实验步骤：①保持电风扇风速不变，②在小车上放置面积不同的塑料挡板，分别测出小车所受到的空气阻力．
（4）你认为影响物体所受空气阻力大小的因素可能还有物体的形状（写出一个）．

Answer 1

分析 物体所受空气阻力的影响因素可能很多，应从物体本身和周围环境中分析；如：物体的迎风面积、风速；根据控制变量法，就应分别控制迎风面积相同时，观察风速对阻力影响；控制电风扇风速不变，观察迎风面积对空气阻力的影响．根据此方法探究．

解答 解：因为物体所受空气阻力的影响因素可能很多，如：物体的迎风面积、风速，所以小明应猜想的是：可能与物体的迎风面积和风速有关，变化的因素有两个，所以应采用控制变量法；
（1）实验时，空气的阻力不能直接测量，但是当小车受到的空气阻力和弹簧测力计的拉力作用下，处于静止状态；根据二力平衡可知，拉力与阻力是一对平衡力，大小相等，则通过弹簧测力计即可测出小车受到的空气阻力．
（2）表格中的数据是探究风速对小车所受空气阻力的影响时，保持迎风面积一定，测得的；根据控制变量法，概括得出结论是：在迎风面积相同时，风速越大，阻力越大．
（3）小明还想探究迎风面积对小车所受空气阻力的影响，根据控制变量法可知实验时，应控制风速不变，所以具体步骤是：保持电风扇风速不变，在小车上放置面积不同的塑料挡板，分别测出小车所受到的空气阻力．
（4）根据物体运动时，空气对物体产生阻力的大小应注意分析物体本身和周围环境中的因素；如物体的形状、物体表面光滑程度、空气密度等等．
故答案为：（1）二力平衡；（2）在迎风面积相同时，风速越大，阻力越大；（3）保持电风扇风速不变；在小车上放置面积不同的塑料挡板，分别测出小车所受到的空气阻力；（4）物体的形状、物体表面光滑程度、空气密度．

点评 本题考查学生对自然生活现象（逆风骑自行车时，会省力些；雨天，撑伞逆风行走时，行走困难）的观察，结合实验探究的环节，进行合理猜想、设计实验的能力，注意根据控制变量法，概括得出结论时先表明条件．