探究影响空气阻力的因素

1、探究影响空气阻力的因素【实验目的】 探究影响空气阻力的因素【实验原理】设：一块平板以v的速度运动，且v的方向垂直平面S，其受流体阻力为F.（如图1）。以平板为参考系，则上述运动状况等效于流体以v的速度垂直撞击平板。（如图2）。v图1v图2vtv图3vtv图4在t的时间内，则：流体有底面积为，高为的流体柱撞击平面（如图3）。流体柱的体积V=S·vt流体柱的质量m=V=Svt撞击后，流体以v的速度被反射（如图4）。在t时间内的全过程中：由牛顿第三定律得：平板对流体的作用力FN=-F由动量定理得： FN·t=m(-v)-mv解得：F合=mg-2v2S对实验中的钩码-减速伞装置进行

2、受力分析（以竖直方向为正方向）F合=mg-Ff根据导出公式：Ff=2v2S得：F合=mg-2v2S则：钩码加速度：在t时间内，钩码-减速伞装置的速度由v变为（v+v），位移了x.当t0时，则：v0, 移项，得: 设：在实验过程中，减速伞装置的位移关于速度v的函数表达式为x(v).则：将x'(v)积分解得x(v). 【实验器材】 8开素描纸、吸管、废旧笔芯、细棉线、硬纸板、铁架台、钩码、刻度尺、托盘天平、滑轮、打点计时器、纸带、纸夹、学生电源、海绵垫、透明胶带 【实验步骤】 伞面制作： 1、用刻度尺测量8开素描纸的边长。 2、取8开的素描纸延其对边对折，裁剪，得到两张16开纸，取16开的

3、素描纸延其对边对折，裁剪，得到两张32开纸，取32开的素描纸延其对边对折，裁剪，得到两张64开纸. 3、取16开纸，测出每边中点得到一个菱形，并将其剪裁下来，取16开纸，测出其长边中点，与另一长边的两顶点相连接，对折，剪裁，得到一三角形伞面。骨架零部件制作： 1、用外径为5毫米，内径为3毫米的废旧笔芯，直径为3毫米，管壁较薄的吸管，利用吸管直径与笔芯内径相同，可以用废旧笔芯连接吸管。 2、将废旧笔芯截成2厘米的十段，截出十五段制成外接管，截出10厘米的废旧笔芯两段。骨架零部件处理 3、取一个2厘米的外接管和两段1厘米的外接管，将两个1厘米的外接管一端加热至溶化，并对称固定在2厘米外接管中部，制

4、得一个十字外接管，再将吸管一端烫溶，固定在一个2厘米的外接管中部，制成四个T形架，然后将两根吸管一端烫溶，固定在一起，制成十六个直角弯管，按菱形伞面的四个顶角，制成与之匹配的四个“个”形架，在用同一种方法，按三角形的伞面的三个顶角制成三个与顶角相匹配的支架。实验材料骨架(三角形)实验材料骨架(长方形) 伞的组装： 1、将骨架零部件根据选择的伞面组装成相应的骨架，在骨架角上分别系上与其短边长度相等的细棉线，并将棉线另一端打成一个结 2、将伞面用纸夹固定在骨架上，将调好的托盘天平的左右两盘上都放上200克的砝码 3、在右盘砝码上系上细棉，细棉线一端系上一个纸夹，同时在右盘上放一个纸夹，用以平衡重力

5、。 4、通过定滑轮将伞的重力作用于天平右盘，使天平平衡所需的砝码质量通过该装置可为伞陪重，用硬纸板添加于阻力伞上配重成10克，并固定于阻力伞上，调节伞线长度，使伞面水平。 正式实验：伞的配重 1、将打点计时器安装在铁架台上，并接在学生电源上，在打点计时器的正下方放上海绵垫用于保护砝码 。 2、用纸夹将纸带固定在大的长方形伞上，在细棉线上挂上两个50克得砝码，接通电源，随后释放伞，得到一条纸带，再切断电源。 3、用纸夹将纸带固定在中等大小长方形伞上，在细棉线上挂上两个50克得砝码，接通电源，随后释放伞，得到一条纸带，再切断电源。实验器材 4、用纸夹将纸带固定在小的长方形伞上，在细棉线上挂上两个5

6、0克得砝码，接通电源，随后释放伞，得到一条纸带，再切断电源。 5、用纸夹将纸带固定在中等大小长方形伞上，在细棉线上挂上一个50克得砝码，接通电源，随后释放伞，得到一条纸带，再切断电源。实验长方形 6、用纸夹将纸带固定在中等大小长方形伞上，在细棉线上挂上三个50克得砝码，接通电源，随后释放伞，得到一条纸带，再切断电源。 7、用纸夹将纸带固定在菱形伞上，在细棉线上挂上两个50克得砝码，接通电源，随后释放伞，得到一条纸带，再切断电源。 8、用纸夹将纸带固定在三角形伞上，在细棉线上挂上两个50克得砝码，接通电源，随后释放伞，得到一条纸带，再切断电源。实验长方形实验三角形 纸带处理【数据记录及处理】h/

7、m0.09470.12150.14960.18070.21790.25620.30690.34530.39730.44230.50040.55720.61120.6772v/m·s-11.37251.48001.70751.88752.22502.22752.26002.42502.57752.87252.77003.0000纸带1：小的长方形伞(面积:0.132×0.975=0.01287m2) 钩码两个(100g) 伞重:10g ：实验值：实验值曲线：理论值曲线纸带2：大的长方形伞(面积:0.264×0.195=0.05148m2) 钩码两个(100g) 伞重

8、:10gh/m0.07740.10640.13980.17300.21200.25000.29300.33520.38570.43120.48340.53340.59090.6509v/m·s-11.56001.66501.80501.92502.02502.13002.31752.40002.44252.55502.68752.9375 ：实验值：实验值曲线：理论值曲线纸带3：中等大小的长方形伞(面积:0.195×0.132=0.02574m2) 钩码1个(100g) 伞重:10gh/m0.06200.08410.10720.12730.14980.18210.21440

9、.25430.29150.33550.38250.42600.48270.5377v/m·s-11.13001.08001.06501.37001.61501.80501.92752.03002.27502.26252.50502.7925纸带4：中等大小的长方形伞(面积:0.195×0.132=0.02574m2) 钩码2个(50g) 伞重:10gh/m0.03950.06500.09370.12270.15570.19120.23070.27520.32970.37420.43050.48170.55170.6067v/m·s-11.21251.35501.4

10、4251.55001.71251.87502.47502.47502.52002.68753.03003.1250 ：实验值：实验值曲线：理论值曲线纸带5：中等大小的长方形伞(面积: 0.195×0.132=0.02574m2) 钩码3个(150g) 伞重:10gh/m0.01990.04300.06810.09630.12830.16230.20220.24500.29220.34340.39530.44980.51180.5838v/m·s-11.20501.33251.50501.65001.84752.06752.25002.46002.57752.66002.91

11、253.3500 ：实验值：实验值曲线：理论值曲线纸带6：菱形伞(面积:1/2×0.264×0.195=0.05148m2) 钩码两个(100g) 伞重:10gh/m0.11820.14620.17610.20910.24580.28330.32780.37600.42320.48370.53270.58790.65340.7236v/m·s-11.44751.57251.74251.85502.05002.31752.38502.69252.73752.60503.01753.3925 ：实验值：实验值曲线：理论值曲线纸带7：三角形伞(面积:1/2×0.264×0.195=0.05148m2) 钩码两个(100g) 伞重:10gh/m0.06690.09740.12850.16350.20160.24130.28540.33270.38460.43670.48850.54550.61030.6686v/m·s-11.54001.65251.82751.94502.09502.28502.48002.60002.59752.72003.04503.0775 ：实验值：实验值曲线：理论值曲线【误差分析】实验数据中，各点并不在一条曲线上，而是显现波动性，造成波动的可能有：1、纸带与打点计时器间存在摩擦力。2、伞