Question

13．為了探究受到空氣阻力時，物體運動速度隨時間的變化規(guī)律，某同學(xué)采用了“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實驗裝置（如圖甲所示）．實驗室，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運動的阻力．

（1）往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車前（選填“前”或“后”）接通打點計時器的電，在紙帶上打出一系列的點．
（2）從紙帶上選取若干計數(shù)點進行測量，得出各計數(shù)點的時間t與速度v的數(shù)據(jù)如上表：
請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出小車的v-t圖象乙．

時間t/s	0	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
速度v（m/s）	0.12	0.19	0.23	0.26	0.28	0.29

（3）通過分析，你能得出的結(jié)論是：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．

Answer 1

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

解答 解：（1）由于紙帶長度有限，為了能在有限長度的紙帶上打出更多可用的點，應(yīng)該先接通電源再釋放紙帶．
（2）合理選取坐標(biāo)刻度，盡可能使圖象“充滿”坐標(biāo)平面，利用題中所給數(shù)據(jù)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�。�由于小車所受拉力大小一定，摩擦力已經(jīng)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．
故答案為：（1）前；（2）如圖所示；
（3）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(guān)系實驗為背景，考查對基本實驗（探究加速度與力的關(guān)系）變通與創(chuàng)新能力，所以我們要對書本上的實驗問題掌握到位．