Question

（2012?洛陽(yáng)模擬）某學(xué)生為了測(cè)量人騎自行車(chē)行駛過(guò)程中的阻力系數(shù)k（人騎車(chē)時(shí)所受阻力f與總重力mg的比值），他依次進(jìn)行了以下操作：
A．找一段平直路面，并在路面上畫(huà)一道起點(diǎn)線；
B．用較快的初速度騎車(chē)駛過(guò)起點(diǎn)線，并同時(shí)從車(chē)架上放下一團(tuán)橡皮泥；
C．自行車(chē)駛過(guò)起點(diǎn)線后就停止蹬車(chē)，讓其靠慣性沿直線行駛，記下自行車(chē)停下的位置；
D．用卷尺量出起點(diǎn)線到橡皮泥的距離s、起點(diǎn)線到終點(diǎn)的距離L及車(chē)架離地的高度h．
根據(jù)上述操作，回答下列問(wèn)題：
（1）自行車(chē)駛過(guò)起點(diǎn)線時(shí)的速度大小為

s

g 2h

（2）自行車(chē)在行駛中的阻力系數(shù)k=

s2

4hL

（要求用測(cè)量得到的物理量來(lái)表示）．

Answer 1

分析：（1）橡皮泥做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)求出自行車(chē)的速度．
（2）停止蹬車(chē)后，自行車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng)，由勻變速運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出自行車(chē)的加速度，
由牛頓第二定律求出自行車(chē)受到的阻力，然后求出阻力系數(shù)．

解答：解：（1）設(shè)自行車(chē)受到為v，橡皮泥做平拋運(yùn)動(dòng)，
水平方向上：s=vt，豎直方向上：h=

1

2

gt²，
解得：v=s

g 2h

；
（2）自行車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由勻變速運(yùn)動(dòng)的速度位移公式可得：
0-v²=2aL，解得：a=-

gs2

4hL

，負(fù)號(hào)表示加速度方向與速度方向相反；
自行車(chē)在減速過(guò)程中，受到的合力為阻力f，由牛頓第二定律得：
f=ma，阻力系數(shù)k=

f

mg

，解得k=

s2

4hL

；
故答案為：（1）s

g 2h

；（2）

s2

4hL

．

點(diǎn)評(píng)：知道橡皮泥做平拋運(yùn)動(dòng)、停止蹬車(chē)后自行車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，熟練應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)與勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓第二定律，即可正確解題．