Question

某同學從五樓的陽臺處釋放兩個易拉罐，一個盛滿水、一個是空的，他發現空易拉罐比盛滿水的易拉罐晚落地一段時間，他想這一定是空氣阻力引起的，于是他設計了一個測定空易拉罐所受空氣阻力的實驗．已知每一層樓的高度為h₁．
①他先用

天平

測出了空易拉罐的質量m；
②用

米尺

測出五樓地板到陽臺窗口的距離h₂．
③他再請來另一同學合作在樓下用

秒表

測出空易拉罐從五樓陽臺窗口到落到一樓地面所用的時間t．
④根據以上數據計算空氣阻力的表達式為：

mg-m

(8h1+2h2)

t2

．

Answer 1

分析：要測量空氣阻力，可以利用牛頓第二定律作為依據，測量運動時間、位移和易拉罐的質量，選擇相應的測量工具．

解答：解：①先用天平測出空易拉罐的質量m；
②用米尺測出五樓地板到陽臺窗口的距離h₂．
③用秒表測出空易拉罐從五樓陽臺窗口到落到一樓地面所用的時間t．
④已知每一層樓的高度為h₁．由上可知，易拉罐從五樓陽臺窗口到落到一樓地面通過的位移為x=4h₁+h₂．
由x=

1

2

at2得a=

2x

t2

=

8h1+2h2

t2

根據牛頓第二定律得：
  mg-f=ma
解得，空氣阻力f=mg-m

(8h1+2h2)

t2

．
故答案為：①天平．②米尺．③秒表．④mg-m

(8h1+2h2)

t2

．

點評：本題考查運用物理知識設計實驗的能力，關鍵抓住測量的原理：牛頓第二定律，再根據原理需要選擇測量的項目和工具．