Question

20．当快速骑自行车时，我们会感到空气阻力．而且骑车速度越快，所感觉到的空气阻力越大．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表中．

汽车速度v/（m•s-1）	5	10	15	20
弹簧测力计示数F/N	0.4	0.8	1.2	1.6

（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，目的是为了减小摩擦力对实验结果的影响．根据二力平衡知识，小华知道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．
（2）通过表格数据分析：当物体质量等因素相同时，物体受到的空气阻力与速度成正比关系（选填“正比”或“反比”）．
（3）实验完毕后，爸爸对小华提出了这样的疑惑：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呢？其所受的空气阻力会不会也一直增大呢？
小华通过所学的力与运动的知识，给爸爸做了解释，并给出了答案：
假设在无风天气，雨滴下落时质量不变，且高度足够大，雨滴所受阻力的大小是先变大后不变，雨滴的运动速度是先变大后不变．（以上两空均选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”、“先变大后不变”或“先变小后不变”）

Answer 1

分析 （1）根据减小摩擦力的方法进行分析；
（2）分析表格中数据速度和测力计示数的变化得出结论；
（3）雨滴下落过程中，随着速度加快，所受阻力增大，当阻力等于其重力时，做匀速直线运动，速度不变．

解答 解：（1）用小车，将滑动摩擦变为滚动摩擦，放在表面平滑的木板上，减小了接触面的粗糙程度，所以可以减小摩擦力；
根据二力平衡知识，小华知道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．
（2）由表中的实验数据可知，汽车的速度增大，测力计的示数增大，且阻力与速度比值为定值，可知当物体质量等因素相同时，物体受到的空气阻力与速度成正比；
（3）根据老师的指导，若雨滴所受空气阻力小于重力，则雨滴下落速度继续增大，所以当雨滴达到一定速度时，此时阻力等于重力，雨滴受力平衡，所以雨滴将匀速下降，因此在无风天气，雨滴下落时质量不变，且高度足够大，雨滴所受阻力的大小是先变大后不变，雨滴的运动速度是先变大后不变．
故答案为：（1）摩擦力；二力平衡；（2）正比；（3）先变大后不变；先变大后不变．

点评 此题是探究物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小的关系，考查了学生对实验数据的分析，影响摩擦力大小的因素及根据新知识解决问题的能力，能够考查学生的应变能力．