Question

逆风骑自行车时，弯着身体，会省力些；雨天，撑伞逆风行走时，风速越大，行走越困难．这是因为受到空气阻力的作用．物体所受空气阻力大小与哪些因素有关呢?小明猜想可能与物体的迎风面积和风速有关．为验证以上猜想，小明选用了如下器材：可调速电风扇（高、中、低三档）、弹簧测力计、面积不同的塑料挡板三块、光滑玻璃板、小车．

（1）小明设计了如图所示实验，用电风扇向小车及挡板吹风，模拟小车运动时受到的空气阻力．根据           的知识，通过弹簧测力计即可测出小车受到的空气阻力．

（2）小明在探究风速对小车所受空气阻力的影响时，保持迎风面积一定，测得数据如下：

风速	低	中	高
小车受到的空气阻力/N	0.8	2.2	3.8

 

通过对表中数据分析，可得出的结论是：                          ．

（3）小明还想探究迎风面积对小车所受空气阻力的影响，请你帮他设计方案，写出主要的实验步骤：                                              ．

（4）你认为影响物体所受空气阻力大小的因素可能还有            （写出一个）．

 

Answer 1

【答案】

(1) 二力平衡    (2)在迎风面积相同时，风速越大，阻力越大   (3)保持电风扇风速不变，在小车上放置面积不同的塑料挡板，分别测出小车所受到的空气阻力

(4)物体的形状或空气的温度等

【解析】（1）空气的阻力无法直接进行测量，因此，我们采用转换法的思想，通过二力平衡将空气的阻力转换为弹簧测力计对小车的拉力，从而进行间接测量；

（2）分析表中数据可知，迎风面积相同，风速越大时，小车所受阻力的变化情况0.8N＜2.2N＜3.8N，说明阻力也越大，因此可得出结论：在迎风面积相同时，风速越大，阻力越大；

（3）根据控制变量法的要求，探究迎风面积对空气阻力的影响时，应保持风速不变，换不同面积的挡板，用上述装置测出力的大小．因此主要步骤包括：保持电风扇风速不变，在小车上放置面积不同的塑料挡板，分别测出小车所受到的空气阻力；

（4）除了前面研究的较为明显的迎风面积、风速两个因素外，物体的形状、空气的温度等也可能会对空气阻力的大小造成影响．