Question

【題目】（5分）當快速騎自行車時，我們會感到空氣阻力。而且騎車速度越快，所感覺到的空氣阻力越大。由此小華同學猜想：物體所受空氣阻力大小與物體運動的速度大小有關。

在一個無風的周末，小華和爸爸開汽車來到郊外一段人車稀少的平直公路上，小華打開汽車天窗，將如圖所示裝置固定在汽車車頂，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勻速行駛一段距離，小華依次將汽車不同行駛速度時的彈簧測力計的示數記錄在下表中。

（1）實驗裝置中用小車而不是木塊，并將其放在表面平滑的木板上，目的是為了減小 對實驗結果的影響。根據 知識，小華知道彈簧測力計的示數大小近似等于小車及擋板受到的空氣阻力。

（2）通過表格數據分析：當物體質量等因素相同時，物體受到的空氣阻力與速度成 關系（選填“正比”或“反比”）。

（3）實驗完畢后，爸爸對小華提出了這樣的疑惑：空中下落的物體速度會增大，那么從足夠高的高空下落的雨滴速度會不會一直增大呢？其所受的空氣阻力會不會也一直增大呢？

小華通過所學的力與運動的知識，給爸爸做了解釋，并給出了答案：

假設在無風天氣，雨滴下落時質量不變，且高度足夠大，雨滴所受阻力的大小是 ，雨滴的運動速度是 。（以上兩空均選填“一直變大”、“一直變小”、“先變大后變小”、“先變大后不變”或“先變小后不變”）

Answer 1

【答案】（1）摩擦力，二力平衡 （2）正比 （3）先變大后不變，先變大后不變

【解析】

試題分析：（1）用滾動代替滑動可以減小摩擦。實驗裝置中用小車而不是木塊，并將其放在表面平滑的木板上，目的是為了減小摩擦力對實驗結果的影響。由于汽車在以不同的速度做勻速直線運動，所以，根據二力平衡知識可知，彈簧測力計的示數大小近似等于小車及擋板受到的空氣阻力。

（2）通過表格數據分析：當物體質量等因素相同時，物體受到的空氣阻力與速度成正比關系，因為彈簧測力計的示數與汽車速度的比值不變。

（3）假設在無風天氣，雨滴下落時質量不變，且高度足夠大，雨滴所受阻力的大小是先變大后不變，因為雨滴受到的空氣阻力隨速度的增大而增大，當增大到與重力相等時，由于二力平衡，速度不變，阻力也不變；雨滴的運動速度是先變大后不變，因為開始雨滴受到的合力方向向下，使得雨滴的速度越來越大，當阻力等于重力時，雨滴所受合力為零，雨滴將做勻速直線運動。