Question

（2014?荆州模拟）在综合实践活动中，江陵西湖中学物理兴趣小组的同学利用纸锥和小金属球来研究“空气阻

（2014?荆州模拟）在综合实践活动中，江陵西湖中学物理兴趣小组的同学利用纸锥和小金属球来研究“空气阻力和速度的关系”．取三个相同的纸锥，每个纸锥的质量为m，并编号为甲、乙、丙，其中在乙纸锥内固定质量为3m的小金属球，在丙纸锥内固定质量为8m的小金属球．让它们从不同高度分别由静止落下，并以竖直砖墙为背景，当进入竖直砖墙的区域时，用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录纸锥的运动过程，如图是其中一段的示意图．请根据图示回答下列问题：（1）对于图中的这段运动过程，下列说法正确的是______．A．只有甲做匀速直线运动 B．只有乙做匀速直线运动C．只有丙做匀速直线运动 D．甲、乙、丙都做匀速直线运动（2）对于图中的这段运动过程，甲、乙、丙三个纸锥的速度之比是______，它们所受的空气阻力之比是______．（3）由此可以得出的“空气阻力f和速度v的定量关系”是：f=______．

Answer 1

（1）由照相机的照片可知：在相同的间隔时间内，甲纸锥运动的距离是不变的，运动的轨迹是直线，说明甲做的是匀速直线运动，同样的道理，乙、丙也是做匀速直线运动的，所以D正确；
（2）在相同的间隔时间内，甲运动一个砖的厚度时，乙运动两个砖的厚度，丙运动三个砖的厚度，路程之比为1：2：3，时间一定时，速度和路程成正比，速度v之比为1：2：3；
因为甲、乙、丙都是做匀速直线运动的，所以纸锥受到的重力和空气阻力是一对平衡力，大小是相等的；
重力之比等于质量之比，甲的质量为m，乙的质量为m+3m=4m，丙的质量为m+8m=9m，甲、乙、丙的质量之比为m：4m：9m=1：4：9，重力之比也为1：4：9，空气阻力等于重力，空气阻力f之比也为1：4：9；
（3）因为速度之比的平方1²：2²：3²=1：4：9，所以得出结论：形状相同的纸锥，下落时所受空气阻力f与速度v的平方成正比，所以f=kv²．
故答案为：（1）D；（2）1：2：3； 1：4：9；（3）kv²．