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从高空下落的小球,速度越来越大,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,某一小球下落...

从高空下落的小球,速度越来越大,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,某一小球下落一段距离后的运动情况如下频闪摄影照片所示,通常把这一过程中的速度称为收尾速度.
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(1)从图中可以看出该小球收尾时做______运动,简要说明理由:______
(2)小球是先加速,后匀速.下表为某次研究的实验数据.
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
由表格中的数据,空气阻力大小与小球的半径和小球的收尾速度有关.
根据表格中的数据,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______
(3)分析编号为1、2的小球可得出:在小球的半径不变时,空气阻力f与球的收尾速度V______(填“成”或“不成”)正比.
(4)分析由编号为______的小球,可得出球形物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系.
实验结论:______
(1)物体在相等时间内的路程相等,物体做匀速直线运动,在相等时间内的路程不相等,物体做变速直线运动,根据图示确定小球的运动性质. (2)小球达到收尾速度时,做匀速直线运动,处于平衡状态,小球受到的空气阻力等于小球的重力,求出小球受到的阻力,然后求出它们的比值. (3)对编号为1、2两个小球的数据分析,在半径r相同的情况下,收尾速度之比已知,再求出阻力之比,进行比较得出结论. (4)要探究“球形物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系”,需要控制小球受的阻力相同而小球半径不同,分析表中实验数据,找出符合要求的实验序号. 【解析】 (1)由题意知,照片上每两点间的时间相同,由图示小球的频闪照片可看出,两点间距保持不变,即小球在相等时间内的路程相等,则小球做匀速直线运动. (2)小球达到收尾速度时,做匀速直线运动,处于平衡状态,小球的重力与所受阻力是一对平衡力,由平衡条件可得: f=G,=====. (3)由表中实验数据可知,编号为1、2两个小球所受空气阻力之比=====,两小球的收尾速度之比==,由此可见=,即在小球的半径不变时,空气阻力f与球的收尾速度V成正比. (4)由表中实验数据可知,编号为2、3的小球收尾速度相同而小球半径不同,分析编号为2、3的实验数据可以得出:球形物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系;由编号为2、3的实验数据可知,小球受的空气阻力与小球半径的平方之比 为===2×106N/m2,===2×106N/m2,由此可知: =,由2、3实验数据可知,当小球的速度不变时,空气阻力f与r的平方成正比. 故答案为:(1)匀速直线运动;相同时间内通过的距离相同;(2)1:9; (3)成;(4)2、3;当小球的速度不变时,空气阻力f与r的平方成正比.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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