(2013?崇安區(qū)一模)從高空下落的物體,速度會(huì)越來(lái)越快,而所受空氣阻力也會(huì)隨速度的增大而增大,因此物體下落一段距離后將以某一速度作勻速運(yùn)動(dòng)(如圖頻閃攝影照片),通常把這個(gè)速度稱為收尾速度.例如雨滴從高空下落后越來(lái)越快,但在接近地面時(shí)作勻速運(yùn)動(dòng).研究發(fā)現(xiàn),在相同環(huán)境條件下,空氣對(duì)不同材質(zhì)的球形物體的阻力與球的半徑和球的速度都有關(guān)系,下表為某次研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
小球編號(hào) 1 2 3 4 5
小球質(zhì)量(g) 2 5 45 40
小球半徑(cm) 0.5 0.5 1.5 2 4
小球收尾速度(m/s) 16 40 40 20 10
(1)編號(hào)為4號(hào)的小球,當(dāng)小球受到的阻力最大時(shí)的速度為
20
20
m/s,此時(shí)小球受到的阻力為
0.4
0.4
N.
(2)比較小球2和3可歸納出:球形物體所受空氣阻力f與球的半徑r的關(guān)系是:當(dāng)收尾速度一定時(shí),f與
半徑平方
半徑平方
正比
正比
關(guān)系.
(3)小明通過(guò)比較表格中1、2號(hào)小球的數(shù)據(jù)得出:球形物體所受空氣阻力f除了與小球的半徑有關(guān),還與球形物體的收尾速度有關(guān).根據(jù)上述規(guī)律,則5號(hào)小球的質(zhì)量為
80
80
g.
分析:(1)當(dāng)小球受到的阻力與重力相等,即所受合力為零時(shí),小球處于平衡狀態(tài),受到到達(dá)最大,即達(dá)到首尾速度.
(2)根據(jù)編號(hào)為2、3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),找出阻力與半徑的關(guān)系.
(3)根據(jù)1、2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出空氣阻力與首尾速度的關(guān)系,然后求出編號(hào)為5的小球質(zhì)量.
解答:解:(1)小球達(dá)到首尾速度時(shí),受到平衡力作用,阻力等于重力,此時(shí)所示阻力最大,小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度最大,由表示編號(hào)為4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,此時(shí)最大速度為20m/s;小球所受阻力f=G=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N.
(2)由編號(hào)為2、3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,小球的首尾速度相同,小球受的空氣阻力與小球半徑的平方之比
f2
r
2
2
=
m2g
r
2
2
=
0.005kg×10N/kg
(0.005m)2
=2×103N/m2,
f3
r
2
3
=
m3g
r
2
3
=
0.045kg×10N/kg
(0.015m)2
=2×103N/m2,由此可知:
f2
r
2
2
=
f3
r
2
3
,由2、3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,當(dāng)小球的速度不變時(shí),空氣阻力f與r的平方成正比.
(3)由編號(hào)為1、2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,在小球半徑相同的情況下,小球所受空氣阻力與空氣阻力成正比,
比值為
1
8
,即f=
1
8
v,由(2)可知,小球所受空氣阻力與半徑平方成正比,即f=br2,則f=
1
8
v×br2=kvr2,b、k為常數(shù),
由編號(hào)為1、5的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:
f1
f5
=
m1g
m5g
=
2g
m5
=
kv1
r
2
1
kv5
r
2
5
=
16m/s×(0.5cm)2
10m/s×(4cm)2
,則m5=80g;
故答案為:(1)20;0.4;(2)半徑平方;正比;(3)80.
點(diǎn)評(píng):本題考查了判斷小球的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等問(wèn)題,關(guān)鍵知道物體達(dá)到收尾速度時(shí)重力等于阻力,要學(xué)會(huì)應(yīng)用控制變量法解題,還要學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

(2013?崇安區(qū)一模)電子式電能表表盤上標(biāo)有“3200imp/(kW?h)”字樣,將某用電器單獨(dú)接在該電能表上正常工作30min,電能表指示燈閃爍了320次.該用電器在上述時(shí)間內(nèi)消耗的電能為
0.1
0.1
kW?h,它的額定電功率是
200
200
W,則這個(gè)用電器可能是:
電視機(jī)
電視機(jī)
(選填:“電水壺”、“空調(diào)器”或“電視機(jī)”).

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

(2013?崇安區(qū)一模)“漂移”是一種高難度的汽車駕駛技巧,有一種“漂移”如圖是連續(xù)拍攝一輛轎車“漂移”的照片:當(dāng)轎車在水平地面上疾駛時(shí),駕駛員此時(shí)突然剎車,但汽車仍要向前行駛,這是由于汽車具有
慣性
慣性
,同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤,汽車急轉(zhuǎn)彎,這是摩擦力改變了汽車的
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
,該過(guò)程中汽車輪胎溫度升高,這主要是通過(guò)
做功
做功
的方式改變了車胎的內(nèi)能.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

(2013?崇安區(qū)一模)按要求作圖:

(1)請(qǐng)?jiān)趫D中,作出光線由空氣斜射入水時(shí)的反射光線和大致的折射光線.
(2)如圖所示,重為G的物體放在水平面上,用力F使其翻轉(zhuǎn)(物體不滑動(dòng)),請(qǐng)畫出物體重力示意圖和力F的力臂L.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

(2013?崇安區(qū)一模)今年小明家種植柑橘獲得了豐收.小明想:柑橘的密度是多少呢?于是,他將柑橘帶到學(xué)校實(shí)驗(yàn)室,用天平、溢水杯來(lái)測(cè)量柑橘的密度.

(1)他用天平測(cè)柑橘的質(zhì)量時(shí),向右盤中添加砝碼,當(dāng)加上最小砝碼后,發(fā)現(xiàn)指針靜止時(shí)指在分度盤右側(cè)的位置,則接下去的操作應(yīng)是
取下最小的砝碼,然后向右移動(dòng)游碼
取下最小的砝碼,然后向右移動(dòng)游碼
.天平平衡時(shí),右盤里砝碼的質(zhì)量、游碼位置如圖甲所示,該柑橘質(zhì)量為
114
114
g.
(2)測(cè)量柑橘體積步驟如圖乙,測(cè)得裝滿水的溢水杯的總質(zhì)量是360g;然后借助牙簽使這個(gè)柑橘浸沒(méi)在溢水杯中,當(dāng)溢水杯停止排水后再取出柑橘,接著測(cè)得溢水杯的總質(zhì)量是240g.則該柑橘浸沒(méi)在水中所受浮力為
1.2
1.2
N;該柑橘的體積為
120
120
cm3
(3)該柑橘的密度為
0.95×103
0.95×103
kg/m3,小明用這種方法測(cè)出的該柑橘的密度
小于
小于
(選填“大于”、“等于”或“小于”)它的實(shí)際密度.

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