Question

14．如图1所示为同学们经常玩的“纸蜻蜓”，把它从高处释放时会旋转着下落^为探究纸蜻蜓不落时的运动特点，小海同学设计了两个实验方案：
方案一：通过比较纸蜻蜓下落相同路程所用的时间，判断其运动快慢的变化；
方案二：通过比较纸蜻蜓下落相同时间通过的路程，判断其运动快慢的变化．
（1）因为纸蜻艇在下落过程中某一时刻的位置不好标记，小海选择了方案一进行实验．
（2）为保证纸蜻蜓下落时做直线运动，小海用三张相同的纸条做成纸蜻蜓，实验应在无风的环境下进行．
（3）按图2所示，在竖直方向测量相等的高度并标记，将纸蜻蜓从O点由静止释放，用电子秒表测量纸蜻蜓到达A、B、C、D、E各点的时间，整理实验数据并记录在如表中：

路段	距离/cm	运动时间/s
OA	50.00	0.27
AB	50.00	0.25
BC	50.00	0.23
CD	50.00	0.22
DE	50.00	0.22

分析实验数据可知，纸蜻蜓在OB段做加速（变速）直线运动．纸蜻蜓从O点运动到E点的过程中所受的重力大小不变，所受的空气阻力随速度变化的规律是：速度越快，空气阻力越大．
（4）小海将纸蜻蜓拆开一些空隙，如图3所示，重复前面的实验，发现纸蜻蜓下落时几乎不旋转且比旋转时下落的更快了，根据运动和力的关系，旋转的纸蜻蜓下落较慢的原因是所受空气阻力较大．

Answer 1

分析 （1）从实验的可操作性角度解答；
（2）运用控制变量法探究纸蜻蜓下落时的运动特点，实验过程中要排除其他因素的影响；
（3）由表中数据中纸蜻蜓通过相同路程的时间关系，判断纸飞机的运动状态；做匀速直线运动的物体在相等的时间内通过的路程相等，做变速直线运动的物体，在相等的时间内通过的路程不相等；
根据纸蜻蜓运动状态分析阻力与速度的关系；
（4）比较纸蜻蜓速度的变化关系，根据力和运动的关系分析阻力的变化．

解答 解：（1）因为纸蜻蜓下落的过程中，在某一时刻的位置不好标记，所以要选择方案一进行实验；
（2）若纸蜻蜓下落时受到风的影响，就不会沿竖直方向下落，为保证纸蜻蜓下落时做直线运动，实验应在无风的环境中实验；
（3）由表中数据可知，纸蜻蜓在OB段通过相同的路程，运动时间逐渐变小，所以速度逐渐变大，故做加速直线（变速）直线运动；
纸蜻蜓从O点运动到F点的过程中所受的重力大小不变，在OC段，做加速运动，空气阻力大于纸飞机的重力；在CF段做匀速直线运动，受力平衡，所受的空气阻力等于纸飞机重力；所以纸蜻蜓所受的空气阻力随速度变化的规律为：速度越快，空气阻力越大；
（4）纸蜻蜓的重力不变，纸蜻蜓下落时几乎不旋转比旋转时下落的更快，下落速度大，说明空气阻力小，下落速度小，说明空气阻力大；故旋转的纸蜻蜓下落较慢的原因是所受空气阻力较大．
故答案为：（1）位置；
（2）无风；
（3）加速（变速）直线；速度越快，空气阻力越大；
（4）所受空气阻力较大．

点评 本题的解题关键是知道判断物体运动快慢的方法和力与物体运动的关系．