题目内容
【题目】从高空下落的物体,速度会越来越快,而所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此无图下落一段距离后将以某一速度匀速运动,通常把这个速度称为收尾速度。例如雨滴从高空下落后越来越快,但在接近地面时做匀速运动。研究发现,在相同的环境下,空气对不同材质的球形物体的阻力与球的半径和球的质量都有关系,下表为某次研究的实验数据。
小球编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
小球质量(g) | 2 | 5 | 45 | 40 | 40 |
小球半径(cm) | 0.5 | 0.5 | 1.5 | 2 | 4 |
小球收尾速度(m/s) | 16 | 40 | 40 | 20 | 5 |
(1)小明通过比较1、2号小球得出结论:相同半径的小球,质量大的收尾速度______。(选填“大”或“小”)
(2)编号为4的小球,当小球受到的阻力最大时,速度为______m/s。此时小球受到空气的阻力为______N,依据的原理是______。(g=10N/kg)
(3)1号小球和3号小球在达到收尾速度时所受到阻力大小之比为______,当小球以收尾速度下落时,其动能将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)小明通过比较表格中的数据得出:小球的收尾速度除了与小球的质量有关,还与小球的半径有关,且收尾速度与半径的平方成______(选填“正”或“反”)比。
【答案】大 20 0.4 二力平衡 2:45 不变 反
【解析】
(1)[1]通过比较1、2号小球,编号1的小球质量小于编号2,小球的半径相等,收尾速度小球1小于小球2,所以可以得到的结论是:相同半径的小球,质量大的收尾速度大。
(2)[2]根据题意可知,从高空下落的物体,速度会越来越快,而所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此无图下落一段距离后将以某一速度匀速运动,通常把这个速度称为收尾速度。所以,编号为4的小球,当小球受到的阻力最大时,速度为20m/s。
[3]此时小球4做匀速直线运动,阻力和重力相等,阻力为
[4]因为在竖直方向上小球做匀速直线运动,阻力和重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,符合二力平衡的概念,所以,依据的原理是二力平衡。
(3)[5]根据二力平衡的概念,1号小球和3号小球在达到收尾速度时所受到阻力大小之比为
[6]动能的大小与物体的质量和物体运动的速度有关,所以当小球以收尾速度下落时,其动能将不变。
(4)[7]我们通过比较小球4和5可知,小球的收尾速度变为原来的四分之一,小球半径的平方变为原来的四倍,所以,小球的收尾速度与半径的平方成反比。
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【题目】探究电流与电阻的关系:
小明连接的实验电路如图甲所示。
实验次数 | 1 | 2 |
电阻R/Ω | 5 | 10 |
电流I/A | 0.40 | 0.20 |
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于最______端。
(2)闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表的示数如图乙所示,为______V;改变滑动变阻器滑片的位置,两电表指针的位置不变电路中有一处故障,可能是______(选填序号)。
①电流表短路 ②电压表短路 ③导线a断路 ④导线b断路
(3)排除电路故障后,小明先后用5Ω、10Ω的定值电阻进行实验。实验中,通过______控制定值电阻两端的电压不变,得到的实验数据如表。小明据此得出结论:电流与电阻成反比。请指出实验存在的问题或需要改进的地方______(写出一条即可)。