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演绎式探究------研究空气阻力: (1)物体在空气中上下运动会受到空气的阻力...

演绎式探究------研究空气阻力:
(1)物体在空气中上下运动会受到空气的阻力.一般情况下,半径为r的氢气球以速度v运动时,所受的阻力f与速度v成正比,与半径r的关系可用图甲图象表示.则阻力f与速度v、半径r的关系可表示为:______,其中k为常数.
A.f=kvr    B.f=manfen5.com 满分网    C.f=kvr2      D.f=manfen5.com 满分网
(2)若氢气球在上升过程中体积不变,速度越大,受到的阻力越______
(3)若氢气密度为ρ、空气的密度为ρ,气球自静止释放后上升时的v-t图象如图乙所示,设氢气球半径为r且上升过程中体积不变.请推导出速度vT的表达式:vT=______.(已知球的体积V=manfen5.com 满分网πr3

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(1)首先根据甲图判断出阻力f与半径r之间的关系,知道图甲是二次函数图象.然后结合阻力与半径的关系便可以得出阻力f与速度v、半径r的关系. (2)理解(1)中半径为r的氢气球以速度v运动时,所受的阻力f与速度v成正比的含义,即体积不变,速度越大,受到的阻力越大. (3)对氢气球进行受力分析,它在空气中上升受到重力、浮力和阻力的作用.由图形分析可知,当小球速度达到vr时便匀速上升,处于平衡状态,此时所受阻力方向竖直向下,G+f=F浮.将数据代入公式化简即可. 【解析】 (1)由图甲可知,f是关于r的二次函数,所以f与r的二次方成正比,又已知f与速度v成正比,所以阻力f与速度v、半径r的关系式可表示为f=kvr2. (2)由(1)知,半径为r的氢气球以速度v运动时,所受的阻力f与速度v成正比,所以若氢气球在上升过程中体积不变,速度越大,受到的阻力越大. (3)氢气球在空气中上升时受重力、浮力和阻力的作用. 氢气球受到的重力:G=mg=ρVg=πr3ρg; 氢气球所受浮力:F浮=ρVg=πr3ρg; 由(1)知,当氢气球速度为vT时,氢气球受到的阻力为:f=kvTr2 由图乙知,当速度为vT时,氢气球将匀速上升,此时氢气球所受合力为零,则G+f=F浮. πr3ρg+kvTr2=πr3ρg 解得vT= 故答案为:(1);(2)大;(3).
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考点分析:
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问题解决:
小明同学想测出某种液体的密度,他手边只有一个两端开口的玻璃管、橡皮膜、刻度尺、大烧杯和足量的水.要求:
(1)推导出这种液体密度的数学表达式;
(2)请简要写出他的测量步骤.(配图说明,图画在方框内)

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归纳式探究:
一定质量的气体压强和它的体积、温度有关,物理上除了摄氏温度以外,还有一种表示温度大小的温标------开氏温标,用符号T表示,单位符号为K(开尔文).下表是一定质量的气体压强随体积和温度(开氏温标)的变化情况:
气体的温度T(K)气体的体积V(×10-3m3气体的压强P(×103Pa)
10050300
10020075
20050600
30050______
(1)将表格中的数据补充完整.
(2)一定质量的气体压强公式P=______,其中系数k=______.(写单位)
(3)这些一定质量的气体在体积为25×10-3m3,温度为180K时的压强为______
(4)一定质量的气体在压强一定时,气体的温度(开氏温标)和气体体积的关系符合图象______

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如图,正方体A的边长为0.1m,密度为8×103kg/m3.将此物体挂在如图所示的滑轮组上,不计绳重与摩擦,则:
(1)图甲中,将正方体A匀速提起,动滑轮总重为16N,则机械效率为多大?
(2)图甲中,若正方体A在8s内上升了4m,则拉力F 的功率是多大?(写出该小题的解题思路后再求解)
(3)图乙中,若将此正方体A浸没在水中,慢慢上提(正方体未露出水面,且水的阻力不计),此时滑轮组的机械效率多大?(请在乙图中画出正方体A的受力示意图)

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在图所示的电路中,灯泡R2上标有“6V 3W”字样.
求:(忽略温度对电阻的影响;画出相应的等效电路图)
(1)灯泡的电阻R2=?
(2)三只开关均闭合时,灯泡正常工作,电流表的示数是0.75A,则电阻R1=?(写出该小题的解题思路后再求解)
(3)只闭合开关S1,移动滑片P,使变阻器接入电路的阻值分别为最大电阻和最大电阻的manfen5.com 满分网,两次变阻器消耗的电功率相等,则变阻器的最大电阻R3=?

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综合作图:
舞台上有3盏灯,分别是红灯、绿灯和照明灯.其中,照明灯亮度可调;红灯可单独亮;绿灯亮时,红灯也一定亮;总开关控制整个电路.
现给你一个电源、4个开关、3个灯泡、1个滑动变阻器和若干导线,请按要求将设计电路画在方框中.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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