Question

19．小明同學學習了“力”有關(guān)知識后，決定探究“風”對紙片作用力的大�。�他用電吹風、測力計、迎風面積相同但迎風面形狀不同的紙片做了如圖1中（a）、（b）、（c）、（d）所示的實驗．其中，如圖1中（a）、（b）、（c）三次實驗時電吹風的風速相同，圖（d）實驗時電吹風的風速比前三次實驗時的風速大．請根據(jù)實驗現(xiàn)象及相關(guān)條件，歸納得出初步結(jié)論．
（1）比較（a）、（b）、（c）三圖可知：當風速和紙片的迎風面積相同時；紙片的形狀不同，風對紙片作用力的大小不同，風對凹形紙片的作用力最大；
（2）比較（a）、（d）兩圖可知：這個力的大小隨著風速的增大而增大．
（3）下面是他們繼續(xù)研究該力的大小與風速關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)：

風速/（m/s）	5	10	15	20	25	30
力/N	0.5	2	4.5	8.0	12.5	15

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，通過分析推理寫出這個新的力與風速的關(guān)系式：15-0.02v²；
（4）力F與風速v的關(guān)系可以用圖2中的圖線a來表示．

Answer 1

分析 （1）對紙片的作用力和紙片迎風形狀、風速大小兩個因素有關(guān)，這里采用的是控制變量法．
（2）分別求出這個新力，然后找出新力和速度之間的關(guān)系；
（3）根據(jù)（2）中的表達式可知，新力與速度的平方成正比，因此圖象應該為二次函數(shù)圖象．

解答 解：（1）分析比較（a）、（b）、（c）三圖，當風速和紙片的迎風面積相同時；紙片的形狀不同，風對紙片作用力的大小不同，風對凹形紙片的作用力最大．
（2）分析比較（a）、（d）兩圖當紙片的迎風面積和形狀相同時，d圖風速大，彈簧測力計的示數(shù)大．說明：風對紙片的作用力大．
（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：風速為5m/s時，新力為15N-0.5N=14.5N；
風速為10m/s時，新力為15N-2N=13N；
風速為15m/s時，新力為15N-4.5N=10.5N；
風速為20m/s時，新力為15N-12.5N=2.5N；
風速為25m/s時，新力為15N-2.5N=12.5N；
風速為30m/s時，新力為15N-15N=0N；
故這個新的力與風速的關(guān)系式：F=15-0.02v²．
（4）從圖象中可知，a為二次函數(shù)圖象；b為正比例函數(shù)圖象；c為反比例函數(shù)圖象，故新的風力F與風速v的關(guān)系可以用圖象中的圖線a來表示．
故答案為：（1）當風速和紙片的迎風面積相同時；紙片的形狀不同，風對紙片作用力的大小不同，風對凹形紙片的作用力最大；（2）（a）（d）（3）15-0.02v²；（4）a．

點評 本題主要考查學生對：控制變量法在實驗探究中的應用的理解和掌握；對飛機受力分析要準確，能夠分析題目中的表格給出的信息，對學生的要求較高．