题目内容

(2013?山西模拟)细心的淞淞发现:“瓢泼大雨”以很大的速度落到地面,“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面.这是怎么回事呢?老师告诉他,从高空下落的物体,速度会越来越大,而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做匀速运动,通常把这个速度称为收尾速度.淞淞研究发现,在相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力与球的半径和球的速度都有关系,下表为淞淞某次研究的实验数据.阻力与球的半径和球的速度都有关系,下表为淞淞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
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
(1)通过比较1号和2号小球可以得出结论:
相同半径的小球,质量大的收尾速度也大
相同半径的小球,质量大的收尾速度也大
.
(2)编号为4号的小球,受到的最大阻力为
0.4
0.4
N,依据的原理是
二力平衡
二力平衡
.(g=10N/kg)
(3)淞淞想探究小球的收尾速度与小球的半径是否有关.与4号小球做对比,请给5号小球的质量设置合适的数据填在表中,以便完成探究.
分析:(1)比较1号和2号小球可知,两者的半径相同,小球的质量越大,收尾速度越大;
(2)小球在匀速直线运动时受到的阻力最大,此时处于平衡状态,二力平衡时两个力大小相等,根据G=mg求出其大小;
(3)探究小球的收尾速度与小球的半径是否有关时,应控制小球的质量不变,改变小球的半径;
根据生活经验可知,小球的半径越大,受到的阻力越大,物体运动的速度越小,据此判断收尾速度的大小.
解答:解:(1)比较1号和2号小球可知,两小球的半径相同,质量大的收尾速度也大;
(2)小球在匀速直线运动时受到的阻力最大,
∵4号小球在接近地面时作匀速运动,
∴小球处于平衡状态,
根据二力平衡条件可得,受到的最大阻力f=G=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N;
(3)探究小球的收尾速度与小球的半径是否有关时,应控制小球的质量不变,可以让4号和5号小球质量相等,都是40g,只改变小球半径;半径越大,小球收尾速度越小,所以5号小球的收尾速度大约在小于20m/s的范围内.
故答案为:
(1)相同半径的小球,质量大的收尾速度也大;
(2)0.4;二力平衡
(3)40;小于20m/s均可.
点评:本题考查学生对二力平衡概念的掌握情况.需要利用所学知识,解释收尾速度的概念.
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