(2006?廣州二模)從高空下落的雨點(diǎn)打在人身上并不可怕,說(shuō)明其速度不會(huì)很大;一位同學(xué)猜想這可能是由于運(yùn)動(dòng)物體受空氣阻力的大小與其速度有關(guān),于是定下了“在其他條件相同的情況下,運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系”的研究課題,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下.
實(shí)驗(yàn)器材:一個(gè)頂部有一個(gè)小孔的薄殼塑料球、膠泥、天平、超聲測(cè)距測(cè)速儀等.
實(shí)驗(yàn)方法:用超聲測(cè)距測(cè)速儀等儀器測(cè)量小孔向上的塑料球空中豎直下落時(shí)的下落距離、速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.
實(shí)驗(yàn)步驟:A.用天平測(cè)量空球的質(zhì)量m,
B.測(cè)量球在空中下落過(guò)程中不同時(shí)刻的下落位移,將數(shù)據(jù)填入表格中,如表所示;
時(shí)刻( s ) |
下落位移 ( m ) |
0.0 |
0.0 |
0.4 |
0.045 |
0.8 |
0.399 |
1.2 |
0.798 |
1.6 |
1.198 |
2.0 |
x |
C.用天平稱(chēng)出與空球質(zhì)量相等的三份膠泥,每次把一份膠泥從小孔填入球中,使球的總質(zhì)量分別為m
2=2m,m
3=3m、m
4=4m;
每填入一份膠泥后,讓球從空中下落,記錄下落過(guò)程中不同時(shí)刻的速度,由此得到總質(zhì)量不同時(shí)球下落的 4 組速度-時(shí)間圖線如坐標(biāo)圖所示:圖線 ①為總質(zhì)量為 m 時(shí)的圖線,②、③、④分別是總質(zhì)量為m
2、m
3、m
4時(shí)的圖線.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后,得出結(jié)論.請(qǐng)你為他回答下列問(wèn)題:
(l)表格中 x 處的數(shù)值為
1.598m
1.598m
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(2)各條圖線的共同特點(diǎn)是:在下落的開(kāi)始階段做
加速度越來(lái)越小的加速
加速度越來(lái)越小的加速
運(yùn)動(dòng),最后做
勻速
勻速
運(yùn)動(dòng).
(3)比較圖線 ①和 ④在 1.0~1.5s時(shí)間段內(nèi),兩者速度隨時(shí)間變化關(guān)系的差異是
圖象1反應(yīng)球在1-1.5s時(shí)間內(nèi)速度不隨時(shí)間變化,圖象4反應(yīng)球在1-1.5s時(shí)間內(nèi)速度隨時(shí)間繼續(xù)增大
圖象1反應(yīng)球在1-1.5s時(shí)間內(nèi)速度不隨時(shí)間變化,圖象4反應(yīng)球在1-1.5s時(shí)間內(nèi)速度隨時(shí)間繼續(xù)增大
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(4)從圖線可大致得出空氣阻力 f 與速度大小的函數(shù)關(guān)系為f=
kv2.
kv2.
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(5)簡(jiǎn)略地回答根據(jù)圖線和有關(guān)的物理規(guī)律怎樣分析出運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系.