Question

13．逆風騎自行車時，彎著身體，會省力些；雨天，撐傘逆風行走時，風速越大，行走越困難．這是因為受到空氣阻力的作用．物體所受空氣阻力大小與哪些因素有關呢？小明猜想可能與物體的迎風面積和風速有關．為驗證以上猜想，小明選用了如下器材：可調速電風扇、彈簧測力計、面積不同的塑料擋板三塊、光滑玻璃板、小車．

（1）小明設計了如圖所示實驗，用電風扇向小車及擋板吹風，模擬小車運動時受到的空氣阻力．根據二力平衡的知識，通過彈簧測力計即可測出小車受到的空氣阻力． 
（2）小明在探究風速對小車所受空氣阻力的影響時，保持迎風面積一定，測得數據如表：

風速	低	中	高
小車受到的空氣阻力/N	0.8	2.2	3.8

通過對表中數據分析，可得出的結論是：在迎風面積相同時，風速越大，阻力越大．
（3）小明還想探究迎風面積對小車所受空氣阻力的影響，請你幫他設計出主要的實驗步驟：保持電風扇風速不變，在小車上放置面積不同的塑料擋板，分別測出小車所受到的空氣阻力．
（4）你認為影響物體所受空氣阻力大小的因素可能還有物體的形狀 （寫出一個）．

Answer 1

分析 物體所受空氣阻力的影響因素可能很多，應從物體本身和周圍環(huán)境中分析；如：物體的迎風面積、風速；根據控制變量法，就應分別控制迎風面積相同時，觀察風速對阻力影響；控制電風扇風速不變，觀察迎風面積對空氣阻力的影響．根據此方法探究．

解答 解：
（1）實驗時，空氣的阻力不能直接測量，但是當小車受到的空氣阻力和彈簧測力計的拉力作用下，處于靜止狀態(tài)；根據二力平衡可知，拉力與阻力是一對平衡力，大小相等，則通過彈簧測力計即可測出小車受到的空氣阻力．
（2）表格中的數據是探究風速對小車所受空氣阻力的影響時，保持迎風面積一定，測得的；根據控制變量法，概括得出結論是：在迎風面積相同時，風速越大，阻力越大．
（3）小明還想探究迎風面積對小車所受空氣阻力的影響，根據控制變量法可知實驗時，應控制風速不變，所以具體步驟是：保持電風扇風速不變，在小車上放置面積不同的塑料擋板，分別測出小車所受到的空氣阻力．
（4）根據物體運動時，空氣對物體產生阻力的大小應注意分析物體本身和周圍環(huán)境中的因素；如物體的形狀、物體表面光滑程度、空氣密度等等．
故答案為：
（1）二力平衡；
（2）在迎風面積相同時，風速越大，阻力越大；
（3）保持電風扇風速不變，在小車上放置面積不同的塑料擋板，分別測出小車所受到的空氣阻力；
（4）物體的形狀（或物體表面光滑程度、空氣密度）．

點評 本題考查學生對自然生活現象（逆風騎自行車時，會省力些；雨天，撐傘逆風行走時，行走困難）的觀察，結合實驗探究的環(huán)節(jié)，進行合理猜想、設計實驗的能力，注意根據控制變量法，概括得出結論時先表明條件．