第3章 牛顿运动定律 章末提升创新应用(3)-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套课件（粤教版 新教材 新高考）

章末提升创新应用(三) 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 新教材粤教版必修第一册第130页第4题：皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。下面我们设计实验来验证这一结论。 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 1．实验设计 本实验需要测量两个物理量：气球所受空气阻力的大小和气球运动的速率。 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 如果气球下落时的空气阻力恰好等于重力，气球将做匀速运动。根据这个道理，可以测量气球所受空气阻力的大小。为此，在气球下悬吊重物，称出气球和重物所受的总重力。让气球从空中下落，随着下落速度的增大，气球所受的空气阻力也增大，当空气阻力增大到跟重力相等时，气球便做匀速运动。如果判断气球下落一段高度后已在做匀速运动，则此时空气阻力的大小就等于气球和重物所受的总重力(因重物的体积很小，作用在重物上的空气阻力可以忽略不计)。 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 气球的速率可以用数码相机测量。在气球下落轨迹旁边固定一把刻度尺，用数码相机拍摄气球运动的视频，得到分帧照片，根据相邻照片气球的位置间隔可以判断气球是否在做匀速运动，由分帧照片的周期和气球位置在刻度尺上的具体读数就可以计算气球的速率。 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 2．实验过程和数据 如图1，在气球的气嘴上绑定一根硬铁丝， 下面悬吊一个重物，使气球下落时能大致保持 竖直方向，以保证能用刻度尺测量到重物的位置。 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 测出气球连同铁丝和重物所受的总重力G。之后，请一名同学在刻度尺的上方释放气球，另一名同学用数码相机在刻度尺前拍摄气球下落的视频，并得到分帧照片。在确认相邻两帧照片之间重物下落的距离基本相等的情况下，读出某帧照片上重物位置在刻度尺上的读数为l0(图1甲)，再经过n帧照片后的读数为ln(图1乙)，则可以得到相邻两帧照片之间重物下落位移的平均值为 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破  把上述实验中气球和重物所受的总重力G和相邻两帧照片之间重物下落的位移l作为实验的第1组数据填在表格中。改变重物的质量，仍然用原气球重复实验，得到各组不同的G和l的数据，填在同一表格中。 次数 1 2 3 4 5 6 7 气球和重物所受的总重力G/ (10－2N) 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 相邻两帧照片重物下落的位移l/(10－2 m) 13.6 16.3 19.8 23.8 26.6 28.8 32.8 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 因此，可以用上表中的实验数据在f－v图像中描点。从这些点的分布可以看出，f－v图像基本上是一条过坐标原点的直线(图2)。由此可以得出：气球在空气中运动时所受阻力的大小跟气球运动的速率成正比。因而可以猜测，球形物体所受空气阻力的大小跟它运动的速率成正比。 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 A 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 试题链接2　某同学为研究雨滴下落的规律查阅资料，了解到：较大的雨滴是从大约1 000 m的高空形成并下落的，到达地面的速度大约为4 m/s。根据以上信息，可以把雨滴的运动模型看成1 000 m高空的物体在有空气阻力的空间中由静止开始下落的运动，落地速度为4 m/s。请你分析雨滴下落的运动过程，描述雨滴下落过程中速度和加速度的变化，并定性作出雨滴下落的v－t图像。  答案：见解析 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 解析：雨滴开始下落的时候，速度很小，空气阻力也小，重力的方向向下，阻力的方向向上，重力和阻力的合力方向竖直向下，故雨滴做加速运动，随着速度的增加，阻力也越来越大，合力减小，加速度减小；当阻力增加到与重力相等的时候，雨滴做匀速运动，加速度为零。雨滴下落的v－t图像如图所示。 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 动力学是牛顿力学或经典力学的一部分，中学阶段动力学的研究以牛顿运动定律为基础，是高中物理中最重要、最基础的内容，是和生活、科技、体育、交通运输、航空航天结合紧密的知识点。 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 BC 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 1 一轮· 物理 新教材 素材拓展 新情境 主题突破 试题链接2　在风洞实验室中进行如图所示的实验。 在倾角为37°的固定斜面上，有一个质量为1 kg的物 块，在风洞施加