如圖*,小剛為探究“阻力對物體運動的影響”,每次都讓小車從斜面頂端由靜止開始下滑,改變水平面的粗糙程度,測量小...
問題詳情:
如圖*,小剛為探究“阻力對物體運動的影響”,每次都讓小車從斜面頂端由靜止開始下滑,改變水平面的粗糙程度,測量小車在水平面上滑行的距離。
(1)實驗時,小車每次都滑到水平面上運動,小車在豎直方向上受一對_______________,其作用效果相互抵消,相當於小車只受阻力(f)的作用(即合外力F合=f)。
(2)對比*圖可知:小車所受阻力越小,運動的距離就越遠,速度減小就越慢,如果阻力為零,小車將_________________________。
(3)小剛評估實驗時發現,本實驗還可以探究物體速度變化快慢與阻力(合外力)的定量關係。在老師的指導下,他用類比的方法聯想到:物體運動的快慢等於路程與時間之比,用速度v來表示,那麼速度變化快慢就等於速度的變化量與時間之比,用加速度a來表示,他重新實驗對這個問題進行了研究,得到下表所示數據:
物理量 次數 | 水平接觸面 | 小車質量m(kg) | 初速度v0(m/s) | 末速度v1(m/s) | 減速所用時間t(s) | 速度減小快慢a(m/s2) | 阻力f(N) |
1 | 毛巾 | 0.04 | 1 | 0 | 0.1 | 10 | 0.4 |
2 | 棉布 | 0.04 | 1 | 0 | 0.2 | 5 | 0.2 |
3 | 木板 | 0.04 | 1 | 0 | 0.4 | 2.5 | 0.1 |
對數據進行定量研究,分析可知:同一為題速度變化快慢(a)與阻力(f)的關係式為_________
_______________。
(4)交流討論時,薇薇説:“高速路上,滿載的大貨車很難停下來,而小轎車卻容易得多。”試猜想,速度變化的快慢(a)可能還與_____________有關。
【回答】
(1)平衡力; (2)做勻速直線運動; (3)a=25m/N•s2×f; (4)質量
【解析】
【分析】 本題考查了阻力對物體運動的影響,實驗探究過程涉及了控制變量法、推理法。 【解答】 (1)小車沿水平面運動時,小車在豎直方向上受到的重力和支持力是一對平衡力,其作用效果相互抵消,相當於小車只受水平方向上的摩擦力(阻力); (2)水平面越光滑,小車受到的阻力越小,運動的距離越遠,説明小車速度減小的慢;因此我們可以推理得出:如果小車不受阻力,小車將做勻速直線運動; (3)由表格中的數據可知,小車的質量都相同;阻力f越大,則速度變化快慢a就越大,且阻力f變為原來的2倍,速度變化快慢a就變為原來的2倍,即速度變化快慢a與阻力f成正比,所以a=kf, 當阻力為0.4N時,速度變化快慢a為10m/s2,則k===25m/N•s2; 所以a=25m/N•s2×f; (4)滿載的大貨車的質量較大,小轎車的質量較小,若受到的阻力相同,小轎車容易停下來,即小轎車的速度變化量更快,這表明速度變化的快慢(a)可能還與物體的質量有關。 故*為:(1)平衡力;(2)做勻速直線運動;(3)a=25m/N•s2×f;(4)質量。
知識點:牛頓第一定律
題型:實驗,探究題