探究影响空气阻力的因素概论

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Do以平板为参考系，则上述运动状况等效于流体以卩的速度垂直撞击平板。（如图2）。在山的时间内，则：流体有底面积为S,高为的流体柱撞击平面（如图3）。图1图2vAt图3vvAt图4流体柱的体积V=S vAt流体柱的质量m=pV=pSvAt撞击后，流体以v的速度被反射（如图4）。在山时间内的全过程中：由牛顿第三定律得：平板对流体的作用力Fn=-F山动量定理得：FAt=tn（-v）-mv解得：F =nig-2pv2S对实验中的钩码-减速伞装置进行受力分析（以竖直

2、方向为正方向）F根据导出公式：Ff=2p、?S得：F l=Hig-2pv2S则：钩码加速度：2冬严 f 一竺在山时间内，钩码减速伞装置的速度山”变为(v+Jv),位移了x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).将才W)积分解得心)4pS mg -2pSv【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开的素描 纸延其对边对折，裁剪，得到两张32开纸，取3

3、2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。骨架零部件处理实验材料一骨架（长方形）实验材料一骨架（三角形）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

4、，制得一个十字外接管，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。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克的舷码3、在右盘舷码上系上细棉，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。4、通过定滑轮将伞的重力作用于天

5、平右盘，使天 平平衡所需的舷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 护確码。2、用纸夹将纸带固定在大的长方形伞上，在细棉线上随后释放伞，得到一条纸带，再切断实验器材挂上两个50克得祛码，接通电源,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 克得舷码，接通电源，随后释放伞, 得到一条纸带，再切断电源。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50克得祛 码，接通电源，随后释放

6、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 得舷码，接通电源，随后释放伞， 得到一条纸带，再切断电源。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克实验长方形得祛码，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克得舷码，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克得舷码，接通电源，随后释放伞，得到一条纸带，再切断电源。实验一一三角形实验长方形纸带处理【数据记录及处理】纸带1：小的长方形伞(面积：0

7、132x0. 975=0. 01287nr)钩码两个(100g)伞重:10gli/m0.09470.12150.14960.18070.21790.25620.30690.34530.39730.44230.50040.55720.61120.6772v/m s 1.37251.48001.70751.88752.22502.22752.26002.42502.57752.87252.77003.0000:实验值:实验值曲线-：理论值曲线纸带2：大的长方形伞(面积:0264x0. 195=0. 05148nr)钩码两个(100g)伞重:10gli/m0.07740.10640.13980.17

8、300.21200.25000.29300.33520.38570.43120.48340.53340.59090.6509v/m s1.56001.66501.80501.92502.02502.13002.31752.40002.44252.55502.68752.9375h/m: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:0195x0. 132=0. 02574m2)钩码1个(100g)伞重:10gli/m0.06200.08410.10720.12730.14980.18210.21440.25430.29150.33550.38250.42600.48270.53

9、77v/m s1.13001.08001.06501.37001.61501.80501.92752.03002.27502.26252.50502.7925h/mli/m0.03950.06500.09370.12270.15570.19120.23070.27520.32970.37420.43050.48170.55170.6067v/m s 11.21251.35501.44251.55001.71251.87502.47502.47502.52002.68753.03003250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. 195x0. 132=0. 0257

10、4nr)钩码3个(150g)伞重:10gli/m0.01990.04300.06810.09630.1283016230.20220.24500.29220.34340.39530.44980.51180.5838v/m s 11.20501.33251.50501.65001.84752.06752.25002.46002.57752.66002.91253.3500h/m:实验值:实验值曲线:理论值曲线纸带 6：菱形伞(面积:l/2x0. 264x0. 195=0. 05148nr)钩码两个(lOOg)伞重:10gli/m011820.14620.17610.20910.24580.283

11、30.32780.37600.42320.48370.53270.58790.65340.7236v/m s 11.44751.57251.74251.85502.05002.31752.38502.69252.73752.60503.01753.3925:实验值h/m:实验值曲线:理论值曲线纸带7：三角形伞(面积:l/2x0 264x0. 195二005148m?) 钩码两个(100g) 伞重:lgli/m0.06690.09740.12850.16350.20160.24130.2854033270.38460.43670.48850.54550.61030.6686v/m s 1.54001.65251.82751.94502.09502.28502.48002.60002.59752.72003.04503.0775: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、伞面平整度不高。3、伞面摆动，导致正对面积变化。但纸带与打点计时器间摩擦力方向向上。伞面摆动时，正对面积减