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 | 1 | 2 | 3 | 4 |
小球质量(×10-2kg) | 2 | 5 | 45 | 40 |
小球半径(×10-3m) | 0.5 | 0.5 | 1.5 | 2 |
小球的收尾速度m/s | 16 | 40 | 40 | 20 |
(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:
=
=
空气阻力之比
=
=
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.
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我校的物理课外探究小组对“吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验研究:在黑色塑料袋和白色塑料袋内装入同样质量的水,插入温度计后系好,放在阳光下暴晒,每隔相同的时间,读出温度计的示数.数据记录如下:
塑料袋 | 水的质量(kg) | 初温(℃) | 温度(℃) | 温度(℃) | 温度(℃) | |
黑色 | 1.5 | 14.0 | 23.3 | 28.0 | 33.5 | … |
白色 | 1.5 | 14.0 | 17.5 | 18.6 | 21.0 | … |
(1)分析上表的实验数据可推知,太阳能热水器的集热管内表面颜色以______色为宜;
(2)若一太阳能热水器装水80kg,集热管每小时接收太阳能约为4.2×10
6J,则该热水器每小时水温能升高多少℃?[C
水=4.2×10
3J/](不计热量损失)
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