20.空气对运动物体有阻碍作用,这就是我们常说的空气阻力(f)。空气阻力的大小与哪些因素有关呢?根据生活经验发现:无风的环境中,人散步时几乎感受不到空气阻力,快跑时就明显感受到空气阻力。由此猜想:空气阻力的大小可能与物体运动的速度有关。
为了验证这一猜想,准备了如下器材:充气的气球、无弹性细线、钩码、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、带连拍照相功能的手机(该手机每隔相同时间对物体拍摄一次)。
如图甲所示以气球为研究对象,在气球下方用细线悬挂钩码,保持钩码底部与刻度尺的某一刻度线相平,释放气球并用手机记录钩码竖直下落过程的位置。(气球和钩码的运动情况相同,可将两者视为一个整体)
请回答下列问题:
(1)将刻度尺固定在水平放置的铁架台上时,如何检验刻度尺是否竖直?写出你的办法:
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(2)用不同质量的钩码进行实验,选取相同时间间隔的多张照片组合对比:第一次记录钩码位置如图乙所示,可判断钩码从位置
(填序号)开始匀速下落;增加钩码质量继续实验,再次记录钩码位置如图丙所示。对比乙、丙两图可知:在图
中,气球匀速下落的速度较大;
(3)若不考虑气球所受的浮力,气球和钩码匀速下落时,其重力和空气阻力是一对平衡力,于是用弹簧测力计测量气球和钩码静止时的总重,便可推导阻力大小。由上述实验可得:气球运动的速度越大,受到的空气阻力
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(4)以上实验过程均没有考虑气球所受浮力,那么气球受到的浮力对空气阻力大小的推导结果是否产生影响?请分别画出测量它们重力和匀速下落时的受力情况,并结合受力情况写出理由。 (不考虑空气对钩码的作用力)