Question

物體在流體（液體和氣體）中運動時，受到的阻礙物體運動的力，叫流體阻力．這種阻力的大小與哪些因素有關(guān)呢？

（1）請仔細(xì)觀察如圖所示的應(yīng)用實例，對影響流體阻力的因素提出一種猜想：

流體阻力可能與運動物體外部形狀有關(guān)

[題（2）中的猜想除外]；
（2）小剛同學(xué)猜想：流體阻力可能與運動物體表面粗糙程度有關(guān)．他設(shè)計了如下的實驗方案①用彈簧秤拉一艘底面光滑的船模型在水中運動，記下彈簧秤的示數(shù)F₁；②用彈簧秤拉另一艘底面粗糙的船模型在水中運動，記下彈簧秤的示數(shù)F₂；③通過比較F₁與 F₂的大小，就能得出物體受到流體阻力是否與物體表面粗糙程度有關(guān)．
請你對小強同學(xué)的實驗方案中存在的問題，進行評估（只需寫出一條評估意見）：

沒有控制小船的外形、質(zhì)量等相同

．
（3）根據(jù)你的猜想，請設(shè)計一個實驗方案來驗證．

Answer 1

分析：（1）圖示物體在運動過程中，都要受到流體阻力的作用．有時為了增大阻力，有時為了減小阻力．
根據(jù)如圖所示的應(yīng)用實例和實際生活經(jīng)驗，不難發(fā)現(xiàn)各自的外觀形狀不一樣，據(jù)此可以提出探究的問題．
（2）由于物體所受流體阻力的大小有多個因素有關(guān)，實驗時要用到控制變量法，因此在評估該實驗時，可以從其是否符合控制變量法的操作要求去分析．
（3）由于物體在運動過程中受到的阻力大小與多個因素有關(guān)：物體的形狀、流體的種類、物體運動的速度等，因此在設(shè)計探究實驗時，要利用控制變量法，探究與哪個因素的關(guān)系，就要只讓這一個因素改變，其他因素都不變．

解答：解：（1）飛機降落時的阻力傘是為了增大流體阻力；潛艇、汽車設(shè)計成流線型是為了減小流體阻力；根據(jù)圖中提供的三者的形狀，對影響流體阻力的因素可以提出一種猜想：流體阻力可能與運動物體外部形狀有關(guān)．
（2）由于物體所受流體阻力的大小有多個因素有關(guān)，而在實驗中，只控制了兩只小船的表面粗糙程度不同，其他因素如小船的形狀、質(zhì)量等都沒有控制，故不符合控制變量法的操作要求．
（3）采用控制變量法，可以做幾輛質(zhì)量相等而外形分別為長方體、正方體、橢圓的小船，用彈簧測力計以同樣的速度拉動小船在水中做勻速直線運動，比較彈簧測力計的示數(shù)．
故答案為：（1）流體阻力可能與運動物體外部形狀有關(guān)．（2）沒有控制小船的外形、質(zhì)量等相同．
（3）可以做幾輛質(zhì)量相等而外形分別為長方體、正方體、橢圓的小車，用彈簧測力計以同樣的速度拉動小車做勻速直線運動，比較彈簧測力計的示數(shù)．

點評：本題屬于學(xué)生實驗探究能力題，要求學(xué)生能夠靈活運用控制變量法解決實際問題．