解题思路:(1)当小球受到的阻力与重力相等,即所受合力为零时,小球处于平衡状态,受到到达最大,即达到首尾速度.
(2)根据编号为2、3的实验数据,找出阻力与半径的关系.
(3)根据1、2的实验数据求出空气阻力与首尾速度的关系,然后求出编号为5的小球质量.
(1)小球达到首尾速度时,受到平衡力作用,阻力等于重力,此时所示阻力最大,小球做匀速直线运动,速度最大,由表示编号为4的实验数据可知,此时最大速度为20m/s;小球所受阻力f=G=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N.
(2)由编号为2、3的实验数据可知,小球的首尾速度相同,小球受的空气阻力与小球半径的平方之比
f2
r22=
m2g
r22=[0.005kg×10N/kg
(0.005m)2=2×103N/m2,
f3
r23=
m3g
r23=
0.045kg×10N/kg
(0.015m)2=2×103N/m2,由此可知:
f2
r22=
f3
r23,由2、3实验数据可知,当小球的速度不变时,空气阻力f与r的平方成正比.
(3)由编号为1、2的实验数据可知,在小球半径相同的情况下,小球所受空气阻力与空气阻力成正比,
比值为
1/8],即f=[1/8]v,由(2)可知,小球所受空气阻力与半径平方成正比,即f=br2,则f=[1/8]v×br2=kvr2,b、k为常数,
由编号为1、5的实验数据可知:
f1
f5=
m1g
m5g=
2g
m5=
kv1
点评:
本题考点: 控制变量法与探究性实验方案.
考点点评: 本题考查了判断小球的运动性质、实验数据分析等问题,关键知道物体达到收尾速度时重力等于阻力,要学会应用控制变量法解题,还要学会分析数据.