物体在流体(气休或液体)中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小与物体运动速度大小有关,速度...
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物体在流体(气休或液体)中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小与物体运动速度大小有关,速度越大,阻力越大,流体阻力大小还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;此外,流体阻力跟物体的形状有关,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(例如雨滴)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,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
(1)雨滴在高空形成后从静止开始下落后,速度越来越大是由于重力_________(选填“大于”“小于”或“等于”)阻力;此过程中若雨滴受到的力全部消失,雨滴将_________(选填“静止”“加速直线运动”或“匀速直线运动”)。
(2)雨滴下落过程中随着雨滴速度的增大,受到的重力_________,受到的阻力_________;(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”)当雨滴受到的阻力_________(选填“大于”“小于”或“等于”)重力时,雨滴开始匀速直线下落。
(3)假设雨滴下落时的阻力与雨滴速度的平方成正比,即F阻=kv2,其中k=1×10﹣4N/(m/s)2,则一个质量为0.25g的雨滴下落时的收尾速度约为_________m/s。(g取10/kg)
【回答】
(1)大于;匀速直线运动;(2)不变;增大;等于;(3)5。
【解析】(1)雨滴在高空形成后从静止开始下落后,由于开始重力大于阻力,合力方向向下,所以速度越来越大;雨滴原来是运动状态,如果受到的力全部消失,雨滴将以一定的速度做匀速直线运动;
(2)雨滴下落过程中,质量不变,由公式G=mg知,受到的重力不变;由“流体阻力大小与物体运动速度大小有关,速度越大,阻力越大”知,雨滴下落过程中受到的阻力随速度的增加而增大;当雨滴受到的阻力等于重力时,雨滴的速度不再改变,开始做匀速运动;
(3)由题意知,当雨滴下落到收尾速度时,阻力F阻=G=mg=0.25×10﹣3kg×10N/kg=2.5×10﹣3N;由F阻=kv2得,v===5m/s。
知识点:运动和力单元测试
题型:综合题
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