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，某同學採用了“加速度與物體質量、物體受力關係”的實驗裝置...

問題詳情：

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，某同學採用了“加速度與物體質量、物體受力關係”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後，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“之後”）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（m/s）  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）請根據v﹣t圖象説明阻力的變化規律，並簡要闡述理由．

【回答】

考點：探究加速度與物體質量、物體受力的關係．

專題：實驗題；壓軸題；牛頓運動定律綜合專題．

分析：本題以探究運動物體所受空氣阻力與速度的關係實驗為背景，考查對基本實驗（探究加速度與力的關係）變通與創新能力．實驗原理是牛頓第二定律．利用題中數據可建立v﹣t圖象，由v﹣t圖象可得到不同速度時的加速度，再由牛頓第二定律可得到不同速度時的空氣阻力，這就可以直到空氣阻力與速度的關係．

解答：  解（1）由於紙帶長度有限，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）合理選取座標刻度，儘可能使圖象“充滿”座標平面，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．由於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，隨着運動速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大．

故*是：（1）之前

（2）作出的v﹣t圖象如圖所示

（3）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．

故*為：（1）之前  （2）如右圖所示．

（3）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

點評：本題以探究運動物體所受空氣阻力與速度的關係實驗為背景，考查對基本實驗（探究加速度與力的關係）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．

知識點：牛頓第二定律

題型：實驗,探究題