20.阅读《空气对球形物体的阻力》,回答题.
空气对球形物体的阻力
日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大,这是什么原因呢?
查阅相关资料得知: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,当阻力增加到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度称为收尾速度.
某科学活动小组做了“球形物体在空气中下落时,受到的阻力大小与球的半径和速度关系”的实验,测量数据见下表.(g取10N/kg)
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)1号球受到空气阻力的最大值是20 N.
(2)分析半径相同的球,收尾速度的大小与球体质量有关.
(3)对于3号球,当速度为20m/s时,受到的空气阻力小于(填“大于”、“等于”或“小于”)重力.
(4)轿车的外形通常做成流线型,其目的是减小汽车行驶时受到的阻力.
空气对球形物体的阻力
日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大,这是什么原因呢?
查阅相关资料得知: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,当阻力增加到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度称为收尾速度.
某科学活动小组做了“球形物体在空气中下落时,受到的阻力大小与球的半径和速度关系”的实验,测量数据见下表.(g取10N/kg)
| 球体编号 | 1 | 2 | 3 |
| 球体质量(kg) | 2 | 5 | 18 |
| 球体半径(×10-2m) | 5 | 5 | 15 |
| 球体收尾速度(m/s) | 16 | 40 | 40 |
(1)1号球受到空气阻力的最大值是20 N.
(2)分析半径相同的球,收尾速度的大小与球体质量有关.
(3)对于3号球,当速度为20m/s时,受到的空气阻力小于(填“大于”、“等于”或“小于”)重力.
(4)轿车的外形通常做成流线型,其目的是减小汽车行驶时受到的阻力.
13.
某兴趣小组的同学观察到不同物体在空气中下落的快慢不同,如石子下落比羽毛快得多,于是他们联想到“物体在液体中下沉的快慢与哪些因素有关”,并作出以下猜想:
猜想一:物体下沉快慢与物体质量有关;
猜想二:物体下沉快慢与液体种类有关;
猜想三:物体下沉快慢与物体体积有关;
猜想四:物体下沉快慢与物体形状有关;
他们利用天平、秒表、长玻璃圆筒、体积和形 状相同的小瓶,还有细沙、水、牛奶、食用油等器材,进行探究实验,将能够下沉的物体从液面处由静止开始下沉,每次下沉深度均为0.3m.记录的部分实验数据如下表.
(1)物体在液体中下沉的深度相同时,通过比较物体的下沉时间判断下沉的快慢.
(2)图示为物体分别在三种液体中下沉时间与其质量的关系图象,其中反映物体在食用油中下沉时间与质量关系的图象是c.
(3)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6)的数据,可以得出的结论是:物体的质量越大,物体下沉越快.
猜想一:物体下沉快慢与物体质量有关;
猜想二:物体下沉快慢与液体种类有关;
猜想三:物体下沉快慢与物体体积有关;
猜想四:物体下沉快慢与物体形状有关;
他们利用天平、秒表、长玻璃圆筒、体积和形 状相同的小瓶,还有细沙、水、牛奶、食用油等器材,进行探究实验,将能够下沉的物体从液面处由静止开始下沉,每次下沉深度均为0.3m.记录的部分实验数据如下表.
| 实验序号 | 液体 | 质量m/g | 下沉时间t/s |
| 1 | 水 | 20 | 0.53 |
| 2 | 25 | 0.40 | |
| 3 | 30 | 0.30 | |
| 4 | 牛奶 | 20 | 0.70 |
| 5 | 25 | 0.50 | |
| 6 | 30 | 0.45 | |
| 7 | 食用油 | 20 | 0.87 |
| 8 | 25 | 0.70 | |
| 9 | 30 | 0.60 |
(2)图示为物体分别在三种液体中下沉时间与其质量的关系图象,其中反映物体在食用油中下沉时间与质量关系的图象是c.
(3)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6)的数据,可以得出的结论是:物体的质量越大,物体下沉越快.
11.
为研究沿光滑斜面向上拉重物所需的拉力F大小与哪些因素有关,某实验小组同学利用图所示的装置进行实验,实验时多次改变斜面长度L和高度h,每一次用弹簧测力计拉动重为1牛的物体从斜面底端缓慢拉伸至顶端,实验数据记录在表一、表二和表三中.
①分析比较实验序号1、4、8或2、5的数据及相关条件,可得的初步结论是:沿光滑斜面提升同一重物时,当斜面长度L相同,拉力F与高度h成正比.
②分析比较实验序号2、4与7(或3、5与8,或6与9)的数据及相关条件,可得的初步结论是:沿光滑斜面提升同一重物时,拉力F与斜面的长度L成反比.
③进一步综合分析比较表一、表二、表三的数据及相关条件,并归纳得出结论.
(a)分析比较表一、表二或表三的数据及相关条件,可得斜面的高h与斜面的长度L之比相同,拉力F也相同.
(b)分析比较表一、表二和表三的数据及相关条件,可得斜面的高h与斜面的长度L之比越大,拉力F也越大.
表一
表二
表三
0 170070 170078 170084 170088 170094 170096 170100 170106 170108 170114 170120 170124 170126 170130 170136 170138 170144 170148 170150 170154 170156 170160 170162 170164 170165 170166 170168 170169 170170 170172 170174 170178 170180 170184 170186 170190 170196 170198 170204 170208 170210 170214 170220 170226 170228 170234 170238 170240 170246 170250 170256 170264 235360
①分析比较实验序号1、4、8或2、5的数据及相关条件,可得的初步结论是:沿光滑斜面提升同一重物时,当斜面长度L相同,拉力F与高度h成正比.
②分析比较实验序号2、4与7(或3、5与8,或6与9)的数据及相关条件,可得的初步结论是:沿光滑斜面提升同一重物时,拉力F与斜面的长度L成反比.
③进一步综合分析比较表一、表二、表三的数据及相关条件,并归纳得出结论.
(a)分析比较表一、表二或表三的数据及相关条件,可得斜面的高h与斜面的长度L之比相同,拉力F也相同.
(b)分析比较表一、表二和表三的数据及相关条件,可得斜面的高h与斜面的长度L之比越大,拉力F也越大.
表一
| 次数 | h(米) | L(米) | F(牛) |
| 1 | 0.05 | 0.50 | 0.1 |
| 2 | 0.10 | 1.00 | 0.1 |
| 3 | 0.20 | 2.00 | 0.1 |
| 次数 | h(米) | L(米) | F(牛) |
| 4 | 0.10 | 0.50 | 0.2 |
| 5 | 0.20 | 1.00 | 0.2 |
| 6 | 0.30 | 1.50 | 0.2 |
| 次数 | h(米) | L(米) | F(牛) |
| 7 | 0.10 | 0.25 | 0.4 |
| 8 | 0.20 | 0.50 | 0.4 |
| 9 | 0.30 | 0.75 | 0.4 |