(12分)雨滴接近地面的过程可以看做匀速直线运动,此时雨滴的速度称为收尾速度.某同学在一本资料上看到,雨滴的收尾速度v与雨滴的半径r成正比,由此该同学对雨滴运动中所受的

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(12分)雨滴接近地面的过程可以看做匀速直线运动,此时雨滴的速度称为收尾速度.某同学在一本资料上看到,雨滴的收尾速度v与雨滴的半径r成正比,由此该同学对雨滴运动中所受的阻力F作了如下几种假设:
(1)阻力只与雨滴的半径成正比,即F=kr(k为常数).
(2)阻力只与速度的平方成正比,即F=kv2(k为常数).
(3)阻力与速度的平方和半径的乘积成正比,即F=krv2(k为常数).
你认为哪种假设能够解释雨滴收尾速度与半径成正比这一关系?请写出推导过程.

◎ 答案

见解析

◎ 解析

雨滴达到收尾速度状态时,处于平衡状态,只受重力和空气阻力F.由平衡条件得
F=G=mg=πr3ρg.                                                  ①
r、ρ分别为雨滴的半径、密度
由题意知v=k1r                                                     ②
k1为常数
由①②得F=rv2=krv2                                                              
式中k=
由推导知,阻力与速度的平方和半径的乘积成正比.
即F=krv2假设才能解释v∝r.

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)雨滴接近地面的过程可以看做匀速直线运动,此时雨滴的速度称为收尾速度.某同学在一本资料上看到,雨滴的收尾速度v与雨滴的半径r成正比,由此该同学对雨滴运动中所受的…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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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