Question

3．人們發(fā)現(xiàn)汽車在行駛中所受到的空氣阻力F₁與汽車迎風(fēng)面積S和汽車行駛速度v有關(guān)，研究人員通過實(shí)驗(yàn)得到有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示．（表1為汽車行駛速度v=20m/s時(shí)空氣阻力F₁與迎風(fēng)面積S的有關(guān)數(shù)據(jù)，表2為迎風(fēng)面積S=4.0m²時(shí)空氣阻力F₁與汽車行駛速度的有關(guān)數(shù)據(jù)）
表1

S/m2	1.0	2.0	3.0	4.0
F1/N	103	206	309	412

表2

v/m•s-1	10	20	30	40
F1/N	103	412		1648

（1）由表1數(shù)據(jù)可知：汽車行駛速度一定時(shí)，空氣阻力與迎風(fēng)面積成正比關(guān)系．
（2）表2漏填了一個(gè)數(shù)據(jù)，漏填的數(shù)據(jù)應(yīng)為927N．
（3）汽車在行駛時(shí)所受到的空氣阻力除了與上述因素有關(guān)外，還可能與空氣密度（或車的外形、車的表面情況）有關(guān)．（寫出一個(gè)因素即可）

Answer 1

分析 （1）運(yùn)用控制變量法，控制汽車行駛的速度相同，探究汽車在高速行駛過程中受到的空氣阻力f（也稱風(fēng)阻）與汽車正面的投影面積S的關(guān)系，根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（2）運(yùn)用控制變量法探究汽車在高速行駛過程中受到的空氣阻力f（也稱風(fēng)阻）與行駛的速度關(guān)系時(shí)，要控制汽車正面的投影面積一定，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論；
（3）汽車在行駛時(shí)所受到的空氣阻力還與風(fēng)速有關(guān)，還有可能與空氣密度、車的外形、車的表面情況等因素有關(guān)．

解答 解：
（1）由表中數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)汽車行駛的速度一定時(shí)，汽車正面投影面積S增大到2倍時(shí)，汽車所受空氣阻力增大到2倍；汽車正面投影面積S增大到3倍時(shí)，汽車所受空氣阻力增大到3倍；所以可得出結(jié)論：當(dāng)汽車行駛的速度一定時(shí)，汽車所受空氣阻力與汽車正面的投影面積成正比；
（2）探究汽車在高速行駛過程中受到的空氣阻力f（也稱風(fēng)阻）與行駛的速度關(guān)系時(shí)，要控制汽車正面的投影面積相同；由表中數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)汽車行駛速度增大到2倍時(shí)，汽車所受空氣阻力增大到4倍；當(dāng)汽車行駛速度增大到4倍時(shí)，汽車所受空氣阻力增大到16倍；所以當(dāng)汽車行駛速度增大到3倍時(shí)，汽車所受空氣阻力增大到9倍，所以缺少的數(shù)據(jù)為103N×9=927N；
（3）汽車在行駛時(shí)所受到的空氣阻力還與風(fēng)速有關(guān)，還有可能與空氣密度、車的外形、車的表面情況等因素有關(guān)．
故答案為：
（1）正比；（2）927；（3）風(fēng)速（或空氣密度、車的外形、車的表面情況）．

點(diǎn)評 此題采用控制變量法研究一個(gè)量與幾個(gè)量的關(guān)系，這是物理學(xué)常用的研究方法，要熟練掌握．