题文
当物体从高空下落时,所受阻力会随物体的速度增大而增大,因此经过下落一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的收尾速度.研究发现,在相同环境条件下,球形物体的收尾速度仅与球的半径和质量有关.下表是某次研究的实验数据
小球编号ABCDE小球的半径(×10-3m)0.50.51.522.5小球的质量(×10-6kg)254540100小球的收尾速度(m/s)1640402032(1)根据表中的数据,求出B球与C球在达到终极速度时所受阻力之比.
(2)根据表中的数据,归纳出球型物体所受阻力f与球的速度大小及球的半径的关系(写出有关表达式、并求出比例系数).
(3)现将C号和D号小球用轻质细线连接,若它们在下落时所受阻力与单独下落时的规律相同.让它们同时从足够高的同一高度下落,试求出它们的收尾速度;并判断它们落地的顺序(不需要写出判断理由).
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)球在达到终极速度时为平衡状态,有
f=mg ①
则 fB:fC=mB:mC ②
代入数据得 fB:fC=1:9 ③
(2)由表中A、B球的有关数据可得,阻力与速度成正比;即f∝v ④
由表中B、C球有关数据可得,阻力与球的半径的平方成正比,即f∝r2 ⑤
得 f=kvr2 ⑥
将E组数据代入解得 k=4.9Ns/m3 ⑦
(3)将C号和D号小球用细线连接后,其收尾速度应满足
mCg+mDg=fC+fD ⑧
即 mCg+mDg=kv(rC2+rD2) ⑨
代入数据得 v=27.2m/s ⑩
比较C号和D号小球的质量和半径,可判断C球先落地.
答:(1)B球与C球在达到终极速度时所受阻力之比为1:9.
(2)球型物体所受阻力f与球的速度大小及球的半径的关系k=4.9Ns/m3.
(3)将C号和D号小球用轻质细线连接,它们的收尾速度为27.2m/s,C球先落地.
解析
该题暂无解析
考点
据考高分专家说,试题“当物体从高空下落时,所受阻力会随物体的速.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法:




