当物体从高空下落时,空气对物体的阻力会随物体的速度增大而增大,因此,物体下落一段距离后将会匀速下落,这个速度被称为物体下落的收尾速度.研究发现,在相同环境条件下,球形物体的收尾速度仅与球的半径及质量有关.下表是某次研究的实验数据:
小球ABCDE小球半径r(×10-3m)0.50.51.52.02.5小球质量m(×10-6Kg)254540100小球收尾速度v(m/s)1640402032对表中数据分析发现:
小球ABCDE数据
比值????=2???=2???=2???=2?=2(1)试根据表中数据,求出B、C两球在达到收尾速度时,所受的空气阻力比为______.
(2)试根据表中数据,归纳出球形物体所受的空气阻力f与球的速度v及球的半径r的关系式(写出表达式、比例系数及其归纳运算过程).
网友回答
解:(1)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f2:f3=m2g:m3g=1:9.
(2)对表中数据分析发现:
即:即????vr2?与m成正比?????
由收尾速度时?f=mg???得f与m、vr2?成正比
?即:f=kvr2
求比例系数K:K=
对A小球,K==(Ns/m3),
对B小球,(Ns/m3),
对C小球,(Ns/m3),
由归纳法得:k=5(Ns/m3),所以????f=5vr2.
答:(1)1:9;(2)球形物体所受的空气阻力f与球的速度v及球的半径r的关系式为??f=5vr2.
解析分析:(1)当结尾速度相同时,小球做匀速运动,重力等于阻力,所以编号为2、3的小球在达到收尾速度时所受的空气阻力之比等于他们的重力之比.
(2)对表中数据分析发现:vr2?与m成正比,由收尾速度时?f=mg???得f与m、vr2?成正比即:f=kvr2,然后求出比例系统k,由归纳法得出结论.
点评:本题考查收尾速度、小球半径以及阻力的关系,关键知道物体达到收尾速度时重力等于阻力,要学会应用控制变量法解题,还要学会分析数据.