为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置...
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为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.
(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车 (选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点
(2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的 时间 t与速度v的数据如下表:
时间t(s) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
速度(m/s) 0.12 0.19 0.23 0.26 0.28 0.29
请根据实验数据作出小车的v﹣t图象.
(3)请根据v﹣t图象说明阻力的变化规律,并简要阐述理由.
【回答】
考点:探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
专题:实验题;压轴题;牛顿运动定律综合专题.
分析:本题以探究运动物体所受空气阻力与速度的关系实验为背景,考查对基本实验(探究加速度与力的关系)变通与创新能力.实验原理是牛顿第二定律.利用题中数据可建立v﹣t图象,由v﹣t图象可得到不同速度时的加速度,再由牛顿第二定律可得到不同速度时的空气阻力,这就可以直到空气阻力与速度的关系.
解答: 解(1)由于纸带长度有限,为了能在有限长度的纸带上打出更多可用的点,应该先接通电源再释放纸带.
(2)合理选取坐标刻度,尽可能使图象“充满”坐标平面,利用题中所给数据描点连线,得到小车的v﹣t图象如图所示.
(3)由小车的v﹣t图象可知,随小车速度的增大,其加速度(图象斜率)变小,由牛顿第二定律可知,小车所受合外力随速度增大而减小.由于小车所受拉力大小一定,摩擦力已经平衡掉,所以合力减小必是由空气阻力增大引起的.所以,随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大.
故*是:(1)之前
(2)作出的v﹣t图象如图所示
(3)在v﹣t图象中,速度越大时,加速度越小,小车受到的合力越小,则小车受空气阻力越大.
故*为:(1)之前 (2)如右图所示.
(3)在v﹣t图象中,速度越大时,加速度越小,小车受到的合力越小,则小车受空气阻力越大
点评:本题以探究运动物体所受空气阻力与速度的关系实验为背景,考查对基本实验(探究加速度与力的关系)变通与创新能力,所以我们要对书本上的实验问题掌握到位.
知识点:牛顿第二定律
题型:实验,探究题
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