流体阻力

物体在流体（气体或液体）中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小与物体运动速度大小有关，速度越大，阻力越大，流体阻力大小还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；此外，流体阻力跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做流线型） 的物体受到的阻力较小。物体（例如雨滴）从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越 来越大，下落一段距离后，将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。

（1）雨滴在高空形成后从静止开始下落后，速度越来越大是由于重力（选填“大于”“小 于”或“等于”）阻力；此过程中若雨滴受到的力全部消失，雨滴将处于（选填“静 止”“加速直线运动”或“匀速直线运动”）状态。

（2）雨滴下落过程中随着雨滴速度的增大，受到的重力 ，受到的阻力 （前两空均选填“增大”“减小”或“不变”）；当雨滴受到的阻力（选填“大于”“小于”或 “等于”）重力时，雨滴开始匀速直线下落。

（3）假设雨滴下落时的阻力与雨滴速度的平方成正比，即 F_阻 kv² ， 其中 k 110^4 N /  m/s ² ， 则一个质量为 0.25g 的雨滴下落时的收尾速度约为m/s。（g 取 10N/kg）

失重现象

在一次太空知识讲座中，老师让同学们做一个实验：用弹簧测力计竖直悬挂一个重物，分别使重物处于静止和匀速下降，再让其加速下降。同学们发现，重物在静止和匀速下降时，弹簧测力计的示数相同，都等于物体所受的重力；而加速下降时，却看到弹簧测力计的示数明显减小，好像物体的重力突然间减小了。

老师解释说：“这在物理学上称为失重现象，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时，人对电梯地面压力就小于人受到的重力”。小勇在老师指导下到电梯内做失重实验，如图甲。他将一个体重秤放在电梯水平地面上，然后站上秤台。如图乙所示，在电梯向下运动的过程中，他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间，描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像如图丙所示（已知小勇的实际质量为 ， g取）。

课后小勇和同学们查资料还了解到：当电梯更快向下加速时，体重秤的示数为零，即说明他对体重秤的压力为零，我们称这种现象为完全失重现象。

（1）根据图丙分析，小勇在段时间内处于失重状态（选填“”“”或“”）；

（2）物体处于完全失重状态，是指物体的（选填：A.质量为零，B.重力为零，C.受到的支持力或拉力为零）；

（3）我国第一位“太空教师”王亚平，在“神舟十号”载人飞船中做了两次物理实验，展示了飞船内部物体在完全失重下的物理现象。第一次实验时，将小球偏离竖直位置后放手，第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力，下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况，其中符合实际的是和（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。

理想实验

理想实验，又叫做“假想实验”、“抽象实验”或“思想上的实验”。它是在真实的科学实验的基础上，抓住主要国素，忽略次要因素的影响，对实际过程作出更深入一层的抽象分析。在自然科学的理论研究中，“理想实验”具有重要的作用。作为一种抽象思维的方法，“理想实验”可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解，可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论。

作为经典力学基础的惯性定律，就是“理想实验”的一个重要结论。这个结论是不能直接从实验中得出的。伽利略曾注意到，如图所示，当一个球从一个斜面上滚下而又滚上第二个斜面时，球在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等。伽利略断定高度上的这一微小差别是由于摩擦而产生的，如能将摩擦完全消除的话，高度将恰好相等。然后，他推想说，在完全没有摩擦的情况下，不管第二个斜面的倾斜度多么小，球在第二个斜面上总要达到相同的高度。最后，如果第二个斜面的倾斜度完全消除了，那么球从第一个斜面上滚下来之后，将以恒定的速度在无限长的平面上永远不停运动下去。这个实验是无法实现的，因为永远也无法将摩擦完全消除掉。所以，这只是一个“理想实验”。但是，伽利略由此而得到的结论，却打破了自亚里士多德以来多年间关于受力运动的物体，当外力停止作用时便归于静止的陈旧观念，为近代力学的建立奠定了基础。后来，这个结论被牛顿总结为牛顿运动第一定律，即惯性定律。

“理想实验”在自然科学的理论研究中有着重要的作用。但是，“理想实验”的方法也有其一定的局限性，“理想实验”只是一种逻辑推理的思维过程，它的作用只限于逻辑上的证明与反驳，而不能用来作为检验认识正确与否的标准。相反，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。