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从高空下落的物体,速度越来越大,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落...

从高空下落的物体,速度越来越大,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将以某一速度作匀速直线运动,通常把这个速度称为收尾速度.求:
(1)一质量m=0.3kg的小球在加速下落20m高度的过程中重力所做的功(g取10N/kg).
(2)研究发现,相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力大小与球的半径 和速度都有关系.下表为某次研究的实验数据,根据表格中的数据,求出编号为2、3的小球在达到收尾速度时所受的空气阻力之比.
小球编号1234
小球质量(×10-2kg)254540
小球半径(×10-3m)0.50.51.52
小球的收尾速度m/s16404020
(3)根据表格中的数据,小刚研究出了球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度v的关系.
他的分析如下:由编号1、2两个小球的数据分析,在半径r相同的情况下,
收尾速度之比:manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网     空气阻力之比manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网
得出结论:空气阻力f与收尾速度v成正比.
请你参照小刚的分析思路,求出球形物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系.
(1)根据公式W=Gh可求出重力所做的功; (2)物体做匀速直线运动时,重力与阻力是一对平衡力,这样根据小球的质量可求出其所受空气阻力之比; (3)要想分析物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系,必须选择收尾速度相同时的数据,再参照对空气阻力f与收尾速度v的分析思路进行分析. 【解析】 (1)重力做功:W=Gh=mgh=0.3kg×10N/kg×20m=60J; (2)小球达到收尾速度时,做匀速直线运动,小球受平衡力f=mg,所以编号2、3小球在达到收尾速度时所受空气阻力之比===; (3)由编号2、3两个小球的数据分析,在收尾速度v相同的情况下,半径之比= 空气阻力之比===, 得出结论:f与r2成正比. 故答案为:(1)重力所做的功为60J; (2)空气阻力之比为1:9; (3)f与r2成正比.
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考点分析:
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塑料袋水的质量(kg)初温(℃)温度(℃)温度(℃)温度(℃) 
黑色1.514.023.328.033.5
白色1.514.017.518.621.0
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实验
次数
钩码
重/N
钩码上升
的距离/cm
弹簧测力计
的渎数/N
弹簧测力计上
升的距离/cm
机械效率
1280.82483.3%
2451.51588.9%
361090.9%
(1)在表中的空格处填上适当的数据;(机械效率用百分数表示,保留一位小数)
(2)在实验操作中应竖直向上______拉动弹簧测力计;
(3)从实验数据分析得出:使用同一滑轮组,______可以提高滑轮组的机械效率;
(4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关,请你作出恰当的猜想:滑轮组的机械效率与______有关(写出一种影响因素即可).
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实验序号电压表示数/V电流表示数/A功率/W额定功率/W
13.000.361.08P额=1.08+1.52+1.89/3
=1.50
23.800.401.52
34.500.421.89

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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