如图1所示,工厂师傅给一立方体工件A外表浸油,B为与工件固定相连的轻质硬杆,工件底面与油面的距离

力与运动 已结 1 405
优秀的章鱼
优秀的章鱼 2021-10-21 13:40

1)如图1所示,工厂师傅给一立方体工件A外表浸油,B为与工件固定相连的轻质硬杆,工件底面与油面的距离为h,在硬杆上施加的力为FFh的大小关系如图2所示。聪明的小明根据图像算出了油的密度为   

image.png

2)好奇的小明把一个相同的工件拿到一个透明大水桶的水面上,放手后发现工件在水中下沉,下沉到一定深度开始匀速。经查阅资料得知:当物体从液体中下沉时,液体阻力会随速度增大而增大,因此物体下沉一段距离后将匀速下落,物体匀速下落时的速度称为终极速度。在探究小组成员和老师的协助下,小明对球形物体的下沉运动做了记录,发现,在相同环境条件下,球形物体的终极速度仅与球的半径和质量有关,整理的实验数据如下:

小球编号

A

B

C

D

E

小球的半径(×102m

0.2

0.2

0.6

0.8

0.2

小球的质量(×106kg

2

6

54

96

12

小球的终极速度(m/s

2

6

6

6

12

请你对表中数据认真分析,回答下列问题:

A球与C球在达到终极速度时所受的空气阻力之比为   

球型物体所受的空气阻力f与球的速度的关系为   

球型物体所受的空气阻力f与球的半径的关系为   

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1条回答
  •  王宁
    王宁 (最佳回答者)
    2021-10-23 10:45

    答案:

    13.2×103kg/m3

    2

    127

    当小球的半径相同时,球型物体所受空气阻力f与球的速度成正比;

    当小球的终极速度相同时,球型物体所受空气阻力f与球的半径的平方成正比。

    解析:

    1)工件底面与油面的距离为h,由图2可知,h的最大值为5cm,所以立方体的边长为5cm

    h0cm时,由图2可知,F2.4N,方向竖直向上,此时FGA,所以

    GA2.4N

    F0N时,由图2可知,h3cm0.03m,此时物体处于漂浮状态;

    根据物体的漂浮条件可知:FGA,即

    ρgVGA

    变形得:

    ρg a2hGA

    代入数据得:

    ρ×10N/kg×(0.05m22.4N

    解得:

    ρ3.2×103kg/m3

    2

    当球型物体达到终极速度后将匀速运动,根据二力平衡的条件可知,此时球型物体所受的空气阻力的大小与物体自身的重力大小相等,

    所以

    fAGAmAg2×106kg×10N/kg2×105N

    fBGBmBg54×106kg×10N/kg54×105N

    image.png

    ②③:由表格信息可知,球型物体所受的空气阻力f与球的速度、球的半径均有关,

    分析小球ABE可知:当小球半径相同时,球型物体所受空气阻力f与球的速度成正比;

    分析小球BCD可知:当小球的终极速度相同时,球型物体所受空气阻力f与球的半径的平方成正比。


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