Question

4．科學探究活動通常包括以下環節：提出問題，作出假設，制定計劃，搜集證據，評估交流等．一組同學研究“運動物體所受空氣阻力與運動速度關系”的探究過程如下
A．有同學認為：運動物體所受空氣阻力可能與其運動速度有關
B．他們計劃利用一些“小紙杯”作為研究對象，用超聲測距儀等儀器測量“小紙杯”在空中直線下落時的下落距離、速度隨時間變化的規律，以驗證假設．
C．在相同的實驗條件下，同學們首先測量了單只“小紙杯”在空中下落過程中不同時刻的下落距離，將數據填入表中．然后將不同數量的“小紙杯”疊放在一起從空中下落，分別測出它們的速度--時間圖線，如圖線所示（1、2、3、4、5分別為紙杯個數）．
D．同學們對實驗數據進行分析、歸納后，證實了他們的假設．
回答下列提問：
（1）與上述過程中C步驟相應的科學探究環節是搜集證據；
（2）結合表格與圖線，表中x處的值應為1.937；
（3）根據圖線的特點，可知“小紙杯”在達到平衡狀態之前做加速度逐漸減小的加速運動，空氣阻力f與最終運動速度v的大致關系為f∝v²．

時間（s）	下落距離（m）
0.0	0.000
0.4	0.036
0.8	0.469
1.2	0.957
1.6	1.447
2.0	x

Answer 1

分析 （1）步驟A是提出可能的規律，步驟C是按照一定的原理測量出需要的數據，以便對假設進行驗證；
（2）勻速直線運動的位移時間圖象是一條傾斜的直線；根據勻速直線運動規律可求得x
（3）速度時間圖象上某點的切線的斜率表示該點對應時刻物體的加速度；根據圖象中的數據明確阻力與速度之間的關系．

解答 解：（1）步驟C是按照一定的原理測量出需要的數據，以便對假設進行驗證；
故答案為：搜集證據．
（2）勻速直線運動的位移時間圖象是一條傾斜的直線，
圖中AB段是直線，表示勻速直線運動；
根據勻速直線運動的規律得出相等的時間內通過的位移相同，所以X=1.447+（1.447-0.957）=1.937m
（3）速度時間圖象上某點的切線的斜率表示該點對應時刻物體的加速度，圖中五條曲線都逐漸變平，故都表示加速度逐漸減小；
因杯子慢慢增大，重力關系為1：2：3：4：5；勻速運動時阻力之比也為：1：2：3：4：5；
而對應的速度分別約為1.2；1.7；2.0；2.4和2.7；其速度之比為：1.2：1.7：2.0：2.4：2.7；
速度平方之比可近似為：1：2：3：4：5；故可知阻力應和速度的平方成正比，故關系式為：f∝v²
故答案為：（1）搜集證據 （2）1.937  （3）加速度逐漸減小的加速    f∝v²

點評 本題關鍵是明確探究活動的一般步驟，科學探究活動通常包括以下環節：提出問題→作出假設→制定計劃→搜集證據→評估交流等．同時注意掌握數據處理的方法；最后1問中可以想法作出f-v或f-v²圖象進行分析．