Question

小明同學(xué)在“研究空氣阻力和速度的關(guān)系”時(shí)，進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：將1個(gè)小紙杯、4個(gè)、9個(gè)壓緊疊放在一起的相同小紙杯，由不同高度分別自由落下，當(dāng)落進(jìn)豎直墻壁的區(qū)域內(nèi)（磚的厚度相同），用頻閃攝影的方式確定小紙杯的位置（認(rèn)為疊放一起紙杯的體積跟一個(gè)紙杯的體積相同），如圖所示．
（1）從圖中可以推斷杯子在落到豎直墻壁的區(qū)域內(nèi)做______ 運(yùn)動(dòng)．
（2）從圖中可以看出，杯子在落到豎直墻壁的區(qū)域內(nèi)受到的重力______空氣阻力（選填“大于”“小于”或“等于”）．受到的空氣阻力最大的一組是______（填序號(hào)）．
（3）根據(jù)這三圖判斷物體下落時(shí)所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系是什么______．

Answer 1

【答案】分析：（1）頻閃攝影的特點(diǎn)是每幅圖片所間隔的時(shí)間相同，再觀察運(yùn)動(dòng)距離是否相同，可判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
（2）做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體所受到的是平衡力，本題中阻力與重力是一對(duì)平衡力．因此，重力最大的一組即是阻力最大的；
（3）因?yàn)樾〖埍�的個(gè)數(shù)分別是1、4、9個(gè)，再觀察圖中運(yùn)動(dòng)的距離可知速度的大小情況，通過(guò)比較歸納可得出阻力與速度的關(guān)系．
解答：解：
（1）從圖中可以看出當(dāng)紙杯豎直下落時(shí)，各自相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的距離都相等，因此，它們都在做勻速運(yùn)動(dòng)；
（2）因?yàn)楸�子做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以受到的一定是平衡力，即重力與阻力大小相等．第3組重力最大，所以受到的空氣阻力最大；
（3）讀圖可知，第1、2組相比較，第2組的阻力是第1組的4倍，其速度是第1組的2倍；第1、3組相比較，第3組的阻力是第1組的9倍，其速度是第1組的3倍．由此可歸納出，物體下落時(shí)所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系是：阻力與速度的平方成正比．
故答案為：
（1）勻速；
（2）等于；（3）；
（3）阻力與速度的平方成正比．
點(diǎn)評(píng)：了解頻閃攝影的特點(diǎn)，會(huì)根據(jù)圖片判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是本題的關(guān)鍵．同時(shí)，要明確當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力與阻力是一對(duì)平衡力．本題的難點(diǎn)在于根據(jù)題意和讀圖去歸納阻力與速度之間的關(guān)系，這一歸納法是我們應(yīng)該特別關(guān)注的．