Question

（2009?息縣一模）從高空下落的物體，速度會(huì)越來越快，而所受空氣阻力也會(huì)隨速度的增大而增大，因此物體下落一段距離后將以某一速度作勻速運(yùn)動(dòng)，通常把這個(gè)速度稱為收尾速度．例如雨滴從高空下落后越來越快，但在接近地面時(shí)作勻速運(yùn)動(dòng)．
研究發(fā)現(xiàn)，在相同環(huán)境條件下，空氣對(duì)不同材質(zhì)的球形物體的阻力與球的半徑和球的速度都有關(guān)系，下表為某次研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

小球編號(hào)	1	2	3	4	5
小球質(zhì)量（g）	2	5	45	40
小球半徑（cm）	0.5	0.5	1.5	2	4
小球收尾速度（m/s）	16	40	40	20

（1）小明通過比較

1、2

號(hào)小球得出結(jié)論：相同半徑的小球，質(zhì)量大的收尾速度也大．
（2）編號(hào)為4號(hào)的小球，當(dāng)小球受到的阻力最大時(shí)的速度為

20

m/s，此時(shí)小球受到的阻力為

0.4

N，依據(jù)的原理是

二力平衡

．（g=10N/kg）
（3）小明通過比較表格中4、5號(hào)小球的數(shù)據(jù)得出：小球的收尾速度除了與小球的質(zhì)量有關(guān)，還與小球的半徑有關(guān)．請(qǐng)給5號(hào)小球的質(zhì)量設(shè)置合適的數(shù)據(jù)并對(duì)其收尾速度進(jìn)行合理的推測(cè)，填入表格中．

Answer 1

分析：當(dāng)編號(hào)為1和2的小球進(jìn)行對(duì)比時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩者半徑相同，質(zhì)量不同，收尾速度也不同．分析其中規(guī)律．
當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，所受的力就是平衡力．平衡力的特點(diǎn)之一是兩個(gè)力大小相等．
根據(jù)表格數(shù)據(jù)可得，質(zhì)量越大的小球收尾速度越大．
當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受空氣阻力也會(huì)隨速度的增大而增大，此時(shí)物體受到的是平衡力，即重力與空氣阻力大小相等．
本題的最后一問需要利用控制變量法，只改變小球的半徑，分析收尾速度．

解答：解：（1）從表格數(shù)據(jù)中可得：小球1和小球2半徑相同，質(zhì)量大的收尾速度也大．
（2）因?yàn)?號(hào)小球在接近地面時(shí)作勻速運(yùn)動(dòng)，所受空氣阻力也會(huì)隨速度的增大而增大，所以最大速度為20m/s．
小球重力G=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N
小球處于平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡條件，所受重力與阻力相等，都是0.4N．
（3）根據(jù)控制變量法，可以讓4號(hào)和5號(hào)小球質(zhì)量相等，都是40g，只改變小球半徑．半徑越大，小球收尾速度越小．所以5號(hào)小球的收尾速度大約在小于20m/s的范圍內(nèi)．
故答案為：
（1）1、2
（2）20；0.4；二力平衡
（3）40；小于20m/s．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)二力平衡概念的掌握情況．需要利用所學(xué)知識(shí)，解釋收尾速度的概念．