Question

5．某學習小組為了探究物體受到空氣阻力時運動速度隨時間的變化規律，他們采用了“探究加速度與力、質量的關系”的實驗裝置（如圖1示）．實驗時
（1）為了平衡小車運動中與木板之間的阻力．應該采用下面所述的C方法（選填A、B、C、D）．
A．逐步調節木板的傾斜程度，使小車在木板上保持靜止
B．逐步調節木板的傾斜程度，使靜止的小車開始運動
C．逐步調節木板的傾斜程度，使夾在小車后面的紙帶上所打的點間隔均勻
D．以上操作均可以

（2）平衡了小車與木板間的阻力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運動的阻力．往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車之前（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．
（3）從紙帶上選取若干計數點進行測量，得出各計數點的時間t與速度v的數據如下表：

時間μ=0.5/s	0	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50
速度θ/m•s-1	0.12	0.19	0.23	0.26	0.28	0.29

請根據實驗數據在如圖2中作出小車的x=3.2圖象．
（4）通過對實驗結果的分析，有同學認為：隨著運動速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大，你是否同意他的觀點？請根據v-t圖象簡要闡述理由．

Answer 1

分析 本題以探究運動物體所受空氣阻力與速度的關系實驗為背景，考查對基本實驗（探究加速度與力的關系）變通與創新能力．實驗原理是牛頓第二定律．利用題中數據可建立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系．

解答 解：（1）為了平衡摩擦力的影響，在實驗中可以將木板一端墊高，則小車受到的重力的分力可以與摩擦力平衡；
則小車做勻速運動時，則摩擦力的影響可以取消，此時，小車后面的紙帶上的點應為均勻分布的，故C正確，ABD錯誤
故選：C
（2）平衡了小車與木板間的阻力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運動的阻力．往砝碼盤中加入一小砝碼，
在釋放小車之前接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點．
（3）合理選取坐標刻度，盡可能使圖象“充滿”坐標平面，利用題中所給數據描點連線，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，隨著運動速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大．該同學的觀點正確．
故答案為：（1）C；（2）之前；（3）如圖所示；（3）同意，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 本題以探究運動物體所受空氣阻力與速度的關系實驗為背景，考查對基本實驗（探究加速度與力的關系）變通與創新能力，所以我們要對書本上的實驗問題掌握到位．