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运动,通常把这个速度称为收尾速度.求:
(1)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)由(1)问表格中的数据,求出球形物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系.
(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.
答: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为1:9.
(2)由编号为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V1:V2=2:5,空气阻力之比f1:f2=m1g:m2g=2:5,
得出结论:f与V成正比.
(3)由编号为2、3两个小球的数据分析,在收尾速度V相同的情况下,
半径之比r2:r3=1:3,空气阻力之比f2:f3=m2g:m3g=1:9
得出结论:f与r2成正比.