题目内容

7.从高空下落的物体,速度越来越大,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将以某一速度作匀速运动,通常把这个速度称为收尾速度. 研究发现,相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系.下表为某次研究的实验数据,根据表格中的数据,回答下列问题:
(1)由表格中的哪两组数据(填小球编号)来研究球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度v的关系?答:1、2.球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度v的关系是在半径r相同的情况下,球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度v成正比.
(2)由表格中的哪两组数据(填小球编号)来研究球形物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系?答:2、3.球形物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系是在收尾速度相同的情况下,球形物体所受的空气阻力f与r2成正比.
小球编号1234
小球质量(×10-2kg)254540
小球半径(×10-3m)0.50.51.52
小球的收尾速度(m/s)16404020

分析 小球达到收尾速度时,作匀速运动,受平衡力f=mg,根据数据找出关系.

解答 解:( 1)编号为1、2的小球数据分析,在半径r相同的情况下,收尾速度之比$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}$=$\frac{2}{5}$,空气阻力之比$\frac{{f}_{1}}{{f}_{2}}$=$\frac{{m}_{1}g}{{m}_{2}g}$=$\frac{2}{5}$得出结论:在半径r相同的情况下,球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度v成正比.
(2)编号为2、3的小球数据分析,在收尾速度相同的情况下,半径r之比$\frac{{r}_{2}}{{r}_{3}}$=$\frac{1}{3}$,空气阻力之比$\frac{{f}_{2}}{{f}_{3}}$=$\frac{{m}_{2}g}{{m}_{3}g}$=$\frac{1}{9}$得出结论:在收尾速度相同的情况下,球形物体所受的空气阻力f与r2成正比.
故答案为:(1)1、2;在半径r相同的情况下,球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度v成正比;(2)2、3;在收尾速度相同的情况下,球形物体所受的空气阻力f与r2成正比.

点评 本题难度较大,考查了平衡力作用结果,匀速直线运动.

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