21.如图甲,浩浩为探究"阻力对物体运动的影响",每次都让小车从斜面顶端由静止开始下滑,改变水平面的粗糙程度,测量小车在水平面上滑行的距离.
(1)如图乙,小车在木板上滑行的距离为
cm.
(2)实验时,小车每次都滑到水平面上运动,小车在竖直方向上受一对
,其作用效果相互抵消,相当于小车只受阻力(f)的作用.(即合外力F
合=f)
(3)对比甲图可知:小车所受阻力越小,运动的距离就越远,速度减小的就越
,如果阻力为零,小车将
.
(4)浩浩评估实验时发现,本实验还可以探究物体速度变化快慢与阻力(合外力)的定量关系,在老师的指导下,他用类比的方法联想到:物体运动的快慢等于路程与时间之比,用速度v来表示,那么速度变化快慢就等于速度的变化量与时间之比,用加速度a来表示,他重新实验对这个问题进行了研究,得到下表所示数据:
物理量次数 | 水平接触面 | 小车质量m/(kg) | 初速度v0(m/s) | 末速度v1(m/s) | 减速所用时间t(s) | 速度减小快慢a(m/s2) | 阻力f(N) |
1 | 毛巾 | 0.04 | 1 | 0 | 0.1 | 10 | 0.4 |
2 | 棉布 | 0.04 | 1 | 0 | 0.2 | 5 | 0.2 |
3 | 木板 | 0.04 | 1 | 0 | 0.4 | 2.5 | 0.1 |
对数据进行定量研究,分析可知:同一物体速度变化快慢(a)与阻力(f)的关系式为
.
(5)交流讨论时,薇薇说:高速路上,满载的大货车很难停下来,而小轿车却容易得多.试猜想,速度变化的快慢(a)可能还与
有关.