逆風(fēng)騎自行車時，彎著身體，會省力些；雨天，撐傘逆風(fēng)行走時，風(fēng)速越大，行走越困難。這是因為受到空氣阻力的作用。物體所受空氣阻力大小與哪些因素有關(guān)呢？小明猜想可能與物體的迎風(fēng)面積和風(fēng)速有關(guān)。為驗證以上猜想，小明選用了如下器材：可調(diào)速電風(fēng)扇（高、中、低三擋）、彈簧測力計、面積不同的塑料擋板三塊、光滑玻璃板、小車。
（1）小明設(shè)計了如圖所示實驗，用電風(fēng)扇向小車及擋板吹風(fēng)，模擬小車運動時受到的空氣阻力。根據(jù)二力平衡二力平衡的知識，通過彈簧測力計即可測出小車受到的空氣阻力。
（2）小明在探究風(fēng)速對小車所受空氣阻力的影響時，保持迎風(fēng)面積一定，測得數(shù)據(jù)如下：
| 風(fēng)速 | 低 | 中 | 高 |
| 小車受到的空氣阻力/N | 0.8 | 2.2 | 3.8 |
在迎風(fēng)面積相同時，風(fēng)速越大，阻力越大
在迎風(fēng)面積相同時，風(fēng)速越大，阻力越大
。（3）小明還想探究迎風(fēng)面積對小車所受空氣阻力的影響，請你幫他設(shè)計方案，寫出主要的實驗步驟：
保持電風(fēng)扇風(fēng)速不變，在小車上放置面積不同的塑料擋板，分別測出小車所受到的空氣阻力
保持電風(fēng)扇風(fēng)速不變，在小車上放置面積不同的塑料擋板，分別測出小車所受到的空氣阻力
。（4）你認(rèn)為影響物體所受空氣阻力大小的因素可能還有
物體的形狀或空氣的溫度等
物體的形狀或空氣的溫度等
（寫出一個）。【考點】控制變量法．
【答案】二力平衡；在迎風(fēng)面積相同時，風(fēng)速越大，阻力越大；保持電風(fēng)扇風(fēng)速不變，在小車上放置面積不同的塑料擋板，分別測出小車所受到的空氣阻力；物體的形狀或空氣的溫度等
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：497引用：42難度：0.5
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1．小華騎自行車下坡時腳并沒有對踏板施力，但是自行車下坡越來越快，他想到：在斜面上，物體下滑的快慢與哪些因素有關(guān)呢？回家后他找來了小車、秒表、刻度尺、充當(dāng)斜面的木板和可以墊高木板一端的木塊，開始進(jìn)行了探究，如圖所示。首先對影響小車下滑快慢的因素作出以下猜想：
猜想一：與小車的質(zhì)量有關(guān)；
猜想二：與斜面的長度有關(guān)；
猜想三：與斜面的高度有關(guān)。
（1）根據(jù)所學(xué)知識，小車由斜面高處下滑過程中，速度越來越快是由于小車的 能轉(zhuǎn)化為動能；下滑過程中，由于受到摩擦力，小車的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為 能。
（2）為了驗證猜想一，小華設(shè)計的方案是在小車內(nèi)放置不同數(shù)量的鉤碼，分別從斜面的頂端由靜止釋放，測出下滑的時間，用下滑時間的長短來比較物體在斜面上下滑的快慢。小華測量的結(jié)果如下表，若小車從斜面頂端到底端經(jīng)過的長度為1m,則第1次小車下滑的平均速度為 m/s。觀察了數(shù)據(jù)后，她懷疑第三次測量錯誤，于是重新測量并進(jìn)行了修正。你認(rèn)為小華第三次測量時間偏小的原因，除了秒表使用過程中不符合要求外，還有可能在操作上存在的問題是 ；經(jīng)過對修正后的數(shù)據(jù)分析，猜想一是錯誤的。
（3）為了驗證猜想二，小華設(shè)計的方案是同一輛小車分別從距斜面底端不同距離處由靜止釋放，測出下滑的時間。她通過測量發(fā)現(xiàn)下滑的時間不同，于是得出猜想二是正確的。請對小華這一探究作出評價，指出她存在的問題可能是 。實驗次數(shù) 1 2 3 4 小車內(nèi)放置鉤碼的質(zhì)量m/g 0 50 100 150 時間t/s 2.5 2.5 2.0 2.5
（4）小華若要檢驗猜想三，每一次實驗可以讓小車都從同一斜面的頂端開始下滑，通過改變 來改變小車的初始離地高度，然后通過計算小車在斜面上的平均速度來比較下滑的快慢。發(fā)布：2024/12/24 4:30:1組卷：116引用：2難度：0.5 -
2．“瓢潑大雨”以很大的速度落到地面，“毛毛細(xì)雨”則緩慢地飄落到地面。這是怎么回事呢？原來從高空下落的物體，開始時的速度會越來越大，所受空氣阻力也會隨速度的增大而增大。當(dāng)速度增大到一定程度，空氣阻力增大到與物體的重力相等時，這時物體將以這一速度做勻速直線運動，通常把這個速度稱為收尾速度，所以輕重和大小不同的雨滴收尾速度不同。受此啟發(fā)，小白同學(xué)認(rèn)為可以通過測量不同的小球的收尾速度等，得出最大空氣阻力跟球的半徑和速度的關(guān)系，部分實驗數(shù)據(jù)如表所示。（g=10N/kg）
（1）從圖中可以看出該小球在BC段做 運動，理由是 。小球編號 1 2 3 4 5 小球質(zhì)量m（g） 2 5 45 40 小球半徑r（cm） 0.5 0.5 1.5 2 3 小球的受尾速度v（m/s） 16 40 40 20
（2）實驗中，測量出小球受到最大空氣阻力大小的原理是 ；編號為1的小球在BC段所受空氣阻力為 N。
（3）通過比較 號（寫數(shù)字序號即可）兩個小球可以初步得出結(jié)論：半徑相同時，小球受到的最大空氣阻力與速度成正比。
（4）通過比較2、3號兩個小球可以初步得出結(jié)論是：速度相同時，小球受到的最大空氣阻力與 成正比。
（5）如果上述規(guī)律具有普遍性，為了與4號小球作對比，再次探究最大空氣阻力與小球半徑的關(guān)系，5號小球的質(zhì)量應(yīng)設(shè)置為 g。發(fā)布：2024/12/24 4:30:1組卷：124引用：2難度：0.5 -
3．閱讀《空氣對球形物體的阻力》，回答題。
空氣對球形物體的阻力
日常生活中存在這樣的現(xiàn)象：飛機(jī)、輪船、汽車等交通工具運行時，受到空氣阻力；人在水中游泳、船在水中行駛時，受到水的阻力；百米賽跑時，奔跑得越快，我們感到風(fēng)的阻力越大，這是什么原因呢？
查閱相關(guān)資料得知：物體在流體中運動時，會受到阻力作用，該阻力叫做流體阻力。流體阻力大小跟相對運動速度大小有關(guān)，速度越大，阻力越大；跟物體的橫截面積有關(guān)，橫截面積越大，阻力越大；跟物體的形狀有關(guān)，頭圓尾尖（這種形狀通常叫做流線型）的物體受到的阻力較小。物體從高空由靜止下落，速度會越來越大，所受阻力也越來越大，下落一段距離后，當(dāng)阻力增加到與重力相等時，將以某一速度做勻速直線運動，這個速度稱為收尾速度。
某科學(xué)活動小組做了“球形物體在空氣中下落時，受到的阻力大小與球的半徑和速度關(guān)系”的實驗，測量數(shù)據(jù)見下表。（g取10N/kg）
請根據(jù)上述材料，回答下列問題：球體編號 1 2 3 球體質(zhì)量（kg） 2 5 18 球體半徑（×10-2m） 5 5 15 球體收尾速度（m/s） 16 40 40
（1）1號球受到空氣阻力的最大值是N。
（2）分析半徑相同的球，收尾速度的大小與有關(guān)。
（3）對于3號球，當(dāng)速度為20m/s時，受到的空氣阻力（填“大于”、“等于”或“小于”）重力。
（4）轎車的外形通常做成流線型，其目的是。發(fā)布：2024/12/24 6:30:1組卷：63引用：4難度：0.5
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