Question

17．小华周末在宝应北河公园游玩，快速骑自行车，我们会感到空气阻力，而且骑车速度越快，感觉空气阻力越大，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，小华依次将汽车以不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在如表中．根据二力平衡，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．

汽车速度v/（m•s-1）	5	10	15	20
弹簧测力计示数F/N	0.1	0.5	1.1	1.9

（1）小华骑车过程时突然遇到一障碍物紧急刹车，小华车篓里的水杯会向前运动（填“向前”或“向后”）
（2）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．
（3）分析上表中的实验数据可知，物体运动速度越大，所受空气阻力越大．
（4）实验完毕后，小华又进行了新的思考：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，其所受的空气阻力会不会也一直增大？在老师的指导下，小华知道了：若雨滴所受空气阻力小于重力，则雨滴下落速度继续增大；若下落雨滴所受空气阻力大于重力，则雨滴下落速度减小．请你根据老师的上述指导和本实验结论并结合所学物理知识分析：一滴质量为m的雨滴从高空下落时（假设在无风天气，雨滴下落高度足够大），所受到的最大阻力f=0.06N，则此雨滴的质量为6g，此雨滴下落过程中：第一阶段做加速直线运动，第二阶段做匀速直线运动．（填“加速”、“减速”或“匀速”）．
（5）你认为运动物体受到的空气阻力大小还与物体的面积有关．

Answer 1

分析 （1）根据惯性现象分析；
（2）根据减小摩擦力的方法进行分析；
（3）根据表格中测力计的示数分析；
（4）根据力与运动的关系可知，雨滴所受空气阻力小于重力时将做加速下落运动，速度进一步增大，受到的阻力增大，当雨滴受到的阻力等于重力时，雨滴的速度达到最大，以后雨滴将以此速度做匀速直线运动，据此进行解答．
（5）根据生活经验分析．

解答 解：（1）小华骑车过程时突然遇到一障碍物紧急刹车，小华车篓里的水杯由于惯性，仍然会向前运动；
（2）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；
（3）由表格中的数据可知，当速度越大时，测力计示数越大，即阻力越大；
（4）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，
则m=$\frac{G}{g}$=$\frac{f}{g}$=$\frac{0.06N}{10N/kg}$=0.006kg=6g；由于重力和阻力相等，雨滴受力平衡，所以雨滴将匀速下降．
（5）运动物体受到的空气阻力大小还与物体的面积有关．
故答案为：（1）向前；（2）摩擦力；（3）大；（4）6；匀速；（5）物体的面积．

点评 本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，考查了学生作图能力和二力平衡条件、减小摩擦力方法的应用，分析好空气阻力和雨滴重力之间的关系较为关键．