(12分)我国北方地区近年来遭遇严重的沙尘暴天气,现把沙尘上扬后的情况简化为如下情景:v为竖直向上的风速,沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中(不动),这时风对沙尘的作用力相当于空

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

(12分)我国北方地区近年来遭遇严重的沙尘暴天气,现把沙尘上扬后的情况简化为如下情景:v为竖直向上的风速,沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中(不动),这时风对沙尘的作用力相当于空气不动而沙尘以速度 v竖直向下运动时所受的阻力。此阻力可用下式表达其中为一系数,A为沙尘颗粒的截面积,为空气密度。(球体体积
(1)若沙粒的密度,沙尘颗粒为球形,半径为r,地球表面处空气密度,试估算在地面附近上述v的最小值。
(2)假定空气密度随高度h的变化关系为其中h处的空气密度,C为一常量,试估算当、扬沙稳定时的最大高度。(不考虑g随高度的变化)

◎ 答案

(1)
(2)

◎ 解析

(1)沙粒悬浮在空中,所受阻力与重力平衡,即:
   ………………①
   ………………②
   ………………③
   ………………④
(2)由于高度增加,空气密度减小,故当速度为时,随着沙粒的上升,沙粒所受阻力减小,当沙粒所受阻力与重力平衡时,沙粒悬浮在空中不再上升,此时扬沙高度最大:


   ………………⑤
   ………………⑥
评分标准:①⑤式各3分,②③式各2分,④⑥式各1分。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)我国北方地区近年来遭遇严重的沙尘暴天气,现把沙尘上扬后的情况简化为如下情景:v为竖直向上的风速,沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中(不动),这时风对沙尘的作用力相当于空…”主要考查了你对  【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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