Question

為了探究受到空氣阻力時，物體運(yùn)動速度隨時間的變化規(guī)律，某同學(xué)采用了“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實驗裝置（如圖所示）．實驗時，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運(yùn)動的阻力．

（1）往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車   （選填“之前”或“之后”）接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點

（2）從紙帶上選取若干計數(shù)點進(jìn)行測量，得出各計數(shù)點的  時間  t與速度v的數(shù)據(jù)如下表：

時間t（s）  0         0.50      1.00      1.50      2.00      2.50

速度（m/s）  0.12      0.19      0.23      0.26      0.28      0.29

請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出小車的v﹣t圖象．

（3）請根據(jù)v﹣t圖象說明阻力的變化規(guī)律，并簡要闡述理由．

Answer 1

考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．

專題：實驗題；壓軸題；牛頓運(yùn)動定律綜合專題．

分析：本題以探究運(yùn)動物體所受空氣阻力與速度的關(guān)系實驗為背景，考查對基本實驗（探究加速度與力的關(guān)系）變通與創(chuàng)新能力．實驗原理是牛頓第二定律．利用題中數(shù)據(jù)可建立v﹣t圖象，由v﹣t圖象可得到不同速度時的加速度，再由牛頓第二定律可得到不同速度時的空氣阻力，這就可以直到空氣阻力與速度的關(guān)系．

解答：  解（1）由于紙帶長度有限，為了能在有限長度的紙帶上打出更多可用的點，應(yīng)該先接通電源再釋放紙帶．

（2）合理選取坐標(biāo)刻度，盡可能使圖象“充滿”坐標(biāo)平面，利用題中所給數(shù)據(jù)描點連線，得到小車的v﹣t圖象如圖所示．

（3）由小車的v﹣t圖象可知，隨小車速度的增大，其加速度（圖象斜率）變小，由牛頓第二定律可知，小車所受合外力隨速度增大而減小．由于小車所受拉力大小一定，摩擦力已經(jīng)平衡掉，所以合力減小必是由空氣阻力增大引起的．所以，隨著運(yùn)動速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大．

故答案是：（1）之前

（2）作出的v﹣t圖象如圖所示

（3）在v﹣t圖象中，速度越大時，加速度越小，小車受到的合力越小，則小車受空氣阻力越大．

故答案為：（1）之前  （2）如右圖所示．

（3）在v﹣t圖象中，速度越大時，加速度越小，小車受到的合力越小，則小車受空氣阻力越大

點評：本題以探究運(yùn)動物體所受空氣阻力與速度的關(guān)系實驗為背景，考查對基本實驗（探究加速度與力的關(guān)系）變通與創(chuàng)新能力，所以我們要對書本上的實驗問題掌握到位．