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来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/08/19 07:44:31
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流体的阻力
气体和液体都具有流动性,统称为流体.物体在流体中运动时,要受到流体的阻力,阻力的方向与物体相对流体运动的方向相反.汽车、火车、飞机等交通工具在空气中运动,要受到空气的阻力.快速骑自行车,我们就会感到空气的阻力.轮船、潜艇在水面或水下航行,要受到水的阻力.鱼在水中游动,人在水中游泳,都要受到水的阻力.那么,流体的阻力大小与哪些因素有关?
某兴趣小组研究“空气阻力和速度的关系”,取三个相同的纸锥,每个纸锥的质量为m,并编号为甲、乙、丙,其中在乙纸锥内固定质量为3m的小金属球,在丙纸锥内固定质量为8m的小金属球.让它们从不同高度分别自由落下,并以竖直砖墙为背景,当进入竖直砖墙的区域时,用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录纸锥的运动过程,如图是其中一段的示意图.
请根据图示回答下列问题:
(1)对于图中的这段运动过程,下列说法正确的是______
A.只有甲做匀速直线运动 B.只有乙做匀速直线运动
C.只有丙做匀速直线运动 D.甲、乙、丙都做匀速直线运动
(2)对于图中的这段运动过程,甲、乙、丙三个纸锥的速度之比是______;
它们所受的空气阻力之比是______;由此可以得出的实验结论是______.
(3)根据实验结论并结合所学物理知识分析:一滴质量为5g的雨滴从高空由静止下落时(假设在无风天气,雨滴下落高度足够大),所受到的最大阻力f=______N,此后雨滴做______运动.(g=10N/kg)
(4)逆风骑自行车时弯着身体会省力些,你猜想物体所受空气阻力大小可能与物体的______有关.通过观察一般火车与动车的车头形状,你认为物体所受空气阻力大小的因素可能还有______.
![请阅读下列文章,并回答有关的问题:](/uploads/image/z/18533029-13-9.jpg?t=%E8%AF%B7%E9%98%85%E8%AF%BB%E4%B8%8B%E5%88%97%E6%96%87%E7%AB%A0%EF%BC%8C%E5%B9%B6%E5%9B%9E%E7%AD%94%E6%9C%89%E5%85%B3%E7%9A%84%E9%97%AE%E9%A2%98%EF%BC%9A)
(1)由照相机的照片可知:在相同的间隔时间内,甲纸锥运动的距离是不变的,运动的轨迹是直线,说明甲做的是匀速直线运动,同样的道理,乙、丙也是做匀速直线运动的;故选D.
(2)在相同的间隔时间内,甲运动一个砖的厚度时,乙运动两个砖的厚度,丙运动三个砖的厚度,路程之比为1:2:3,时间一定时,速度和路程成正比,速度之比为1:2:3;
因为甲、乙、丙都是做匀速直线运动的,所以纸锥受到的重力和空气阻力是一对平衡力,大小是相等的;
重力之比等于质量之比,甲的质量为m,乙的质量为m+3m=4m,丙的质量为m+8m=9m,甲、乙、丙的质量之比为m:4m:9m=1:4:9,重力之比也为1:4:9,空气阻力等于重力,空气阻力之比也为1:4:9;
12:22:32=1:4:9,所以得出结论:形状相同的纸锥,下落时所受空气阻力与速度的平方成正比;
(3)若雨滴所受空气阻力小于重力,则雨滴下落速度继续增大,所以当雨滴达到一定速度时,此时阻力等于重力,
f=G=mg=5×10-3kg×10N/kg=0.05N,
由于重力和阻力相等,雨滴受力平衡,所以雨滴将匀速下降.
(4)弯腰骑车,人体的迎风面积小,骑车省力,说明受到的空气阻力小;一般车头是长方体形状,动车车头,形似子弹,呈流线型,运动时一般火车受到阻力大.动车受到的阻力小,由此可知,空气阻力与受力物体的形状有关.
故答案为:(1)D;(2)1:2:3;1:4:9;空气阻力与物体的速度的平方成正比;(3)5×10-2;匀速直线;(4)迎风面积;物体的形状.
(2)在相同的间隔时间内,甲运动一个砖的厚度时,乙运动两个砖的厚度,丙运动三个砖的厚度,路程之比为1:2:3,时间一定时,速度和路程成正比,速度之比为1:2:3;
因为甲、乙、丙都是做匀速直线运动的,所以纸锥受到的重力和空气阻力是一对平衡力,大小是相等的;
重力之比等于质量之比,甲的质量为m,乙的质量为m+3m=4m,丙的质量为m+8m=9m,甲、乙、丙的质量之比为m:4m:9m=1:4:9,重力之比也为1:4:9,空气阻力等于重力,空气阻力之比也为1:4:9;
12:22:32=1:4:9,所以得出结论:形状相同的纸锥,下落时所受空气阻力与速度的平方成正比;
(3)若雨滴所受空气阻力小于重力,则雨滴下落速度继续增大,所以当雨滴达到一定速度时,此时阻力等于重力,
f=G=mg=5×10-3kg×10N/kg=0.05N,
由于重力和阻力相等,雨滴受力平衡,所以雨滴将匀速下降.
(4)弯腰骑车,人体的迎风面积小,骑车省力,说明受到的空气阻力小;一般车头是长方体形状,动车车头,形似子弹,呈流线型,运动时一般火车受到阻力大.动车受到的阻力小,由此可知,空气阻力与受力物体的形状有关.
故答案为:(1)D;(2)1:2:3;1:4:9;空气阻力与物体的速度的平方成正比;(3)5×10-2;匀速直线;(4)迎风面积;物体的形状.