当物体从高空下落时,空气阻力(不计空气的浮力)会随物体的速度增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.研究发现,在相同环境条件下,

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

当物体从高空下落时,空气阻力(不计空气的浮力)会随物体的速度增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.研究发现,在相同环境条件下,球形物体的终极速度仅与球的半径和质量有关(g取10m/s2)下表是某次研究的实验数据:
小球编号 A B C D
小球的半径(×10-2m) 0.5 0.5 1.0 1.5
小球的质量(×10-3kg) 2 5 5 45
小球的终极速度(m/s) 16 40 10 40
(1)根据表中的数据,求出C球与D球在达到终极速度时所受的空气阻力之比fC:fD
(2)根据表中的数据,归纳出球形物体所受空气阻力f与球的终极速度v及球的半径r的关系,写出表达式并求出比例系数.

◎ 答案

(1)球在达到终极速度时为平衡状态.
空气阻力f=mg   
空气阻力之比fC:fD=mC:mD=1:9  
(2)对于每个球,在达到终极速度时,阻力与质量成正比.
对于A、B球,半径相同,由A、B球数据可知,质量与终极速度成正比,从而可得,阻力与终极速度成正比.
同理由B、D两球数据分析可知阻力与半径的平方成正比;
可得   f=Kvr2 
对A、B、C、D四球都可得:k=
f
vr2
=50 NS/m3 
答:(1)C球与D球在达到终极速度时所受的空气阻力之比为1:9;
(2)球形物体所受空气阻力f与球的终极速度v及球的半径r的关系为f=Kvr2,比例系数为50 NS/m3

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“当物体从高空下落时,空气阻力(不计空气的浮力)会随物体的速度增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.研究发现,在相同环境条件下,…”主要考查了你对  【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【共点力的平衡】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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