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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