Question

為了探究受到空氣阻力時，物體運動速度隨時間的變化規律，某同學采用了“加速度與物體質量、物體受力關系”的實驗裝置(如圖所示)．實驗時，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運動的阻力．

(1)往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車________(選填“之前”或“之后”)接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點．
(2)從紙帶上選取若干計數點進行測量，得出各計數點的時間t與速度v的數據如下表：

時間t/s	0	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
速度v/(m·s－1)	0.12	0.19	0.23	0.26	0.28	0.29

請根據實驗數據作出小車的v－t圖象．

(3)通過對實驗結果的分析，該同學認為：隨著運動速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大．你是否同意他的觀點？請根據v－t圖象簡要闡述理由．

Answer 1

(1)之前　(2)如圖所示

(3)同意．在v－t圖象中，速度越大時，加速度越小，小車受到的合力越小，則小車受空氣阻力越大．

試題分析：（1）由于紙帶長度有限，為了能在有限長度的紙帶上打出更多可用的點，應該先接通電源再釋放紙帶．
（2）合理選取坐標刻度，盡可能使圖象“充滿”坐標平面，利用題中所給數據描點連線，得到小車的v-t圖象如圖所示．

（3）由小車的v-t圖象可知，隨小車速度的增大，其加速度（圖象斜率）變小，由牛頓第二定律可知，小車所受合外力隨速度增大而減小．由于小車所受拉力大小一定，摩擦力已經平衡掉，所以合力減小必是由空氣阻力增大引起的．所以，隨著運動速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大．
點評：本題以探究運動物體所受空氣阻力與速度的關系實驗為背景，考查對基本實驗（探究加速度與力的關系）變通與創新能力，所以我們要對書本上的實驗問題掌握到位．