Question

15．物体的收尾速度
   物体在流体中运动时，会受到流体阻力的作用．流体阻力大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大，跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；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，当阻大到与重力相等时，将以某一速度作匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度．某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系“的实验，测量数据如表

小球编号	A	B
小球质量（g）	2	5
小球半径（×10-3m）	5	5
小球的收尾速度（m/s）	16	40

请根据上述材料，回答下列问题：
（1）通过表格中记录的实验数据发现，球形物体的收尾速度的大小与质量有关；（选填“有关”或“无关”）
（2）A小球受到空气阻力最大时的速度为16m/s，此时空气阻力为2×10^-2N；
（3）轿车的外形常做成流线型，目的是减小空气阻力．

Answer 1

分析 （1）根据小球质量由2g到5g时小球的收尾速度从16m/s到40m/s可得出结论；
（2）当小球受到的阻力与重力相等，即所受合力为零时，小球处于平衡状态，受到到达最大，即达到首尾速度．
（3）流线型是前圆后尖，表面光滑，略象水滴的形状．具有这种形状的物体在流体中运动时所受到的阻力最小，所以汽车、火车、飞机机身、潜水艇等外形常做成流线型．

解答 解：（1）由表中数据可知，两个小球的半径相同，当小球质量由2g增大到5g时，小球的收尾速度从16m/s增大到40m/s，这说明球形物体的收尾速度的大小与质量有关；
（2）小球达到收尾速度时，受到平衡力作用，阻力等于重力；此时所示阻力最大，小球做匀速直线运动，速度最大；由实验数据可知，A小球受到空气阻力最大时的速度为16m/s；
由二力平衡条件可得，此时小球所受阻力：f=G=mg=2×10^-3kg×10N/kg=2×10^-2N．
（3）轿车的外形常做成流线型，目的是为了减小空气阻力；
故答案为：（1）有关；（2）16；2×10^-2；（3）流线型；减小空气阻力．

点评 本题考查了判断小球的运动性质、实验数据分析等问题，关键知道物体达到收尾速度时重力等于阻力，要学会分析数据．