Question

17．物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力．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，当阻力大到与重力相等时，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，测量数据见表．（g取10N/kg）

小球编号	1	2	3
小球质量（g）	2	5	45
小球半径（×10-3m）	5	5	15
小球的收尾速度（m/s）	16	40	40

（1）1号小球受到空气阻力最大时的速度为16m/s，此时空气阻力为0.02N．
（2）半径相同的小球，质量大（选填“大”或“小”）的收尾速度大．
（3）对于3号小球，当速度为20m/s时，空气阻力小于（选填“大于”、“等于”或“小于”）重力．
（4）轿车的外形常做成流线型，目的是减小所受空气的阻力．

Answer 1

分析 （1）阻力最大时的速度，即小球的收尾速度；根据二力平衡分析阻力的大小；
（2）分析1、2号数据，得出收尾速度与质量的关系；
（3）比较20m/s与收尾速度的关系，分析此事的运动状态，得出阻力与重力的大小关系；
（4）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）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，1号小球的收尾速度为16m/s，可知此时便是其阻力最大时的速度；
此时小球做匀速直线运动，所以f=G=mg=2×10^-3kg×10N/kg=0.02N；
（2）由1、2数据知，小球的半径相同，球的质量越大，收尾速度越大；
（3）由表格中数据知，3号小球的收尾速度为40m/s，20m/s小于其收尾速度，所以此时速度仍在增大，重力大于阻力；
（4）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）16；0.02N；
（2）大；
（3）小于；
（4）减小所受空气的阻力．

点评 本题主要考查了流体的阻力产生及防止，首先根据题目中给出的信息判断影响阻力的因素，并能根据影响因素解决有关问题．