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日常生活中存在這樣的現象:飛機、輪船、汽車等交通工具執行時,受到空氣阻力;人在水中游泳、船在水中行駛時,受到水的阻力;百米賽跑時,奔跑得越快,我們感到風的阻力越大,這是什麼原因呢?
查閱相關資料得知:物體在流體中運動時,會受到阻力作用,該阻力叫做流體阻力.流體阻力大小跟相對運動速度大小有關,速度越大,阻力越大;跟物體的橫截面積有關,橫截面積越大,阻力越大;跟物體的形狀有關,頭圓尾尖(這種形狀通常叫做流線型)的物體受到的阻力較小.物體從高空由靜止下落,速度會越來越大,所受阻力也越來越大,下落一段距離後,當阻大到與重力相等時,將以某一速度作勻速直線運動,這個速度通常被稱為收尾速度.
某研究小組做了“空氣對球形物體阻力大小與球的半徑和速度的關係”的實驗,測量資料見下表.(g取10N/kg)
小球編號 | 1 | 2 | 3 |
小球質量(g) | 2 | 5 | 45 |
小球半徑(×10﹣3m) | 5 | 5 | 15 |
小球的收尾速度(m/s) | 16 | 40 | 40 |
(1)下列 實驗,可以驗*“流體阻力大小與橫截面積有關”
A.比較紙錐下落的快慢 B.研究氣泡的運動規律
C.探究動能大小與哪些因素有關 D.探究阻力對物體運動的影響
(2)1號小球受到空氣阻力最大時的速度為16m/s,此時空氣阻力為 N,依據 原理.
(3)半徑相同的小球,質量 (大/小)的收尾速度大.
(4)對於3號小球,當速度為20m/s時,空氣阻力 (大於/等於/小於)重力.
(5)轎車的外形常做成 ,目的是 ;在座位的靠背上安裝“頭枕”,可防止轎車被後面(前面/後面)的車撞擊時對乘者的傷害.
(6)為提高游泳成績,請從泳姿或泳裝方面,給運動員提一條合理化建議: .
【回答】
解:(1)A.比較紙錐下落的快慢,紙錐的橫截面積不同,可得出流體阻力大小與橫截面積有關的結論;
B.研究氣泡的運動規律,只是一個氣泡,不能得出阻力大小與橫截面積的關係;
C.探究動能大小與哪些因素有關,不能得出阻力大小與橫截面積的關係;
D.探究阻力對物體運動的影響,不能得出阻力大小與橫截面積的關係;
(2)流體阻力大小跟相對運動速度大小有關,速度越大,阻力越大,1號小球的收尾速度為16m/s,可知此時便是其阻力最大時的速度;
此時小球做勻速直線運動,所以f=G=mg=2×10﹣3kg×10N/kg=0.02N;
(3)由1、2資料知,小球的半徑相同,球的質量越大,收尾速度越大;
(4)由表格中資料知,3號小球的收尾速度為40m/s,20m/s小於其收尾速度,所以此時速度仍在增大,重力大於阻力;
(5)轎車的外形常做成流線型,目的是為了減小空氣阻力;
在座位的靠背上安裝“頭枕”,當轎車被後面的車撞擊時,轎車速度加快,乘客由於慣*會保持原來的運動狀態,此時頭枕可以起到防止乘客頸椎受傷;
(6)為提高游泳成績,游泳運動員在游泳時,身體儘量形成流線型,減小水的阻力.
故*為:(1)A;(2)16;0.02;二力平衡;(3)大;(4)小於;(5)流線型;減小空氣阻力;後面;(6)身體儘量形成流線型,減小水的阻力.
知識點:各地會考
題型:實驗,探究題
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