Question

【題目】科學探究源于觀察和問題。拓展性小組同學觀察到下列現象，跳傘運動員在未打開降落傘時下落很快，打開降落傘后下落速度會減小；“瓢潑大雨”以很快的速度降落到地面，而“毛毛細雨”則緩慢地飄落到地面。

【查閱資料】物體從高空下落時，速度越來越大，所受阻力也越來越大，當阻力增大到與重力相等時，將以某一速度作勻速直線運動，這個速度被稱為物質下落的收尾速度。

【提出問題】物體從高空下落時的收尾速度與什么有關？

【建立猜想】①可能與物體的橫截面積有關。

②可能與物體的 有關。

【設計方案】同學們經討論后認為，可以用小球作為理想化模型來代替生活中的不規則物體作為研究對象進行探究。于是同學們決定取5個不同小的球進行實驗，在相同環境條件下，分別從一定高度（足夠高）由靜止下落，來研究小球從高空下落時的收尾速度與哪些因素有關。

小球編號	1	2	3	4	5
小球質量m（g）	2	5	5	5[m]	45
小球半徑r（m）	0.05	0.05	0.10	0.25	0.15[
小球收尾速度v（m/s）	16	40	10	1.6	?

【得出結論】

（1）比較1、2號小球的相關實驗數據，可以得到的結論是 。

【拓展應用】

（2）根據表中數據，推測5號小球的收尾速度v= m/s。

（3）請你結合上述探究，解釋“跳傘運動員打開降落傘后比打開降落傘前收尾速度小”的原因是 。

Answer 1

【答案】②質量

（1）在該實驗環境下，半徑相同的小球從高空落下時的收尾速度與質量成正比。

（2）40 （3）打開降落傘后橫截面積增大。

【解析】

試題分析：

② 由“阻力增大到與重力相等時，將以某一速度作勻速直線運動”，可猜想：收尾速度可能與物體的質量有關。

（1）比較1、2號小球的相關實驗數據，可以看出，小球半徑相同，質量不同，質量越大，收尾速度越大。且收尾速度與質量的比值相同，均為8，所以可以得到結論：在該實驗環境下，半徑相同的小球從高空落下時的收尾速度與質量成正比。

（2）分析2、 3、 4號小球的實驗數據，小球質量相同，半徑不同，半徑越小，收尾速度越大。半徑是2倍，收尾速度是1/4，所以收尾速度與小球半徑平方成反比。設為

把1號小球代入

所以5號小球的收尾速度

（3）綜合上述探究可以知道：質量相同，半徑越大，下落時收尾速度越小。所以跳傘運動員打開降落傘后，降落傘半徑增大，橫截面積增大，下降速度變小。