题目内容

19.为研究钢球在液体中运动时所受阻力的大小,让钢球从某一高度竖直落下进入相当深的液体中运动,用闪光照相方法拍摄钢球在液体中不同时刻的位置如图所示,已知钢球在液体中运动时所受阻力F=kv2,闪光照相机的闪光间隔时间为T,图中刻度尺的最小分度为s,钢球的质量为m,则钢球最终做匀速直线运动,阻力常数k的表达式为k=$\frac{mg{T}^{2}}{4{s}^{2}}$.(钢球在液体中所受浮力包含在阻力中)

分析 分析闪光照片,后段钢球处于受力平衡状态,根据平衡条件和相机的闪光频率可求出k的大小.

解答 解:由题中闪光照片示意图可知:钢球在液体中从某一高度下落最终可达匀速运动,
由平衡条件可得:
mg=F=kv2
从闪光照片中知,钢球匀速运动速度:
v=$\frac{2s}{T}$
联立可得:$k=\frac{mg{T}^{2}}{4{s}^{2}}$
故答案为:匀速直线;$\frac{mg{T}^{2}}{4{s}^{2}}$

点评 解答此题的关键是分析闪光照片后段钢球受力平衡,并知道周期是频率的倒数即可解决.

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