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流體的阻力
液體和氣體統稱為流體。物體在流體中運動時,會受到阻力的作用,該阻力叫做流體阻力,流體阻力的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)的物體的受到的阻力較小.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,將以某一速度做勻速直線運動,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10 N/kg )。
小球編號 | 1 | 2 | 3 | 4 |
小球質量(g) | 2 | 5 | 15 | 45 |
小球半徑(×10-3m) | 5 | 5 | 10 | 15 |
小球的收尾速度(m/s) | 16 | 40 | 40 |
(1)關於流體的阻力,下列說法正確的是______;
A.飛機為了減小阻力,應做成頭尖尾圓的形狀
B.一張紙揉成紙團從空中下落較快,是因為紙團受到的重力小
C.人游泳時身體應儘可能保持流線型,可增大水對人體的阻力
D.海豚等海洋動物能在水中高速前行,是因為它們的橫截面積較小
(2)分析實驗資料,對於從高空由靜止下落的球形物體,空氣阻力大小與球的半徑和速度的關係,下列說法正確的是______;
A.1號小球受到空氣阻力最大時,小球的速度小於16 m/s
B.2號小球以收尾速度運動時,受到的阻力為50N
C.4號小球的速度為30 m/s時,空氣阻力大於重力
D.質量相同的小球,橫截面積越大的小球收尾速度越小
(3)3號小球質量為15g,半徑為10×10-3m,從空中由靜止落下,預計其收尾速度為_______m/s。
【回答】
B D 30
【分析】
本題考查學生物理綜合知識理解應用。
【詳解】
(1)材料裡給出影響流體阻力的因素有形狀(圓頭尖尾),速度和橫截面積,速度越大,阻力越大,橫截面積越大阻力越小,所以選項B正確。
(2)小球下落速度越來越大,阻力增加,最後做勻速直線下落,最大阻力等於小球重力,此時速度為收尾速度,再由根據表格可以得知收尾速度與質量成正比,與小球半徑的平方成反比,1號求收尾速度等於16m/s;2號球阻力等於重力
4號球在勻速直線下落時速度最大,阻力也最大,所以選擇D。
(3)由根據表格可以得知收尾速度與質量成正比,與小球半徑的平方成反比,根據2號球可以算得3號球的收尾速度為30m/s。
知識點:二力平衡
題型:綜合題
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