问题标题:
细心的小明发现:“瓢泼大雨”以很大的速度落到地面,“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面.这是怎么回事呢?老师告诉他,从高空下落的物体,速度会越来越大,而所受空气阻力也会随速
问题描述:
细心的小明发现:“瓢泼大雨”以很大的速度落到地面,“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面.这是怎么回事呢?老师告诉他,从高空下落的物体,速度会越来越大,而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做匀速直线运动,通常把这个速度称为收尾速度.小明研究发现,在相同环境下,球形物体下落的收尾速度v与球的半径r和质量m有关.下表为小明某次研究的实验数据.
小球的质量m(×10-3千克) | 2 | 5 | 45 | 40 | ___ |
小球的半径r(×10-2米) | 0.5 | 0.5 | 1.5 | 2 | 4 |
小球的收尾速度v(米/秒) | 16 | 40 | 40 | 20 |
(2)根据___知识,可以确定编号为4号的小球,受到的最大阻力为___牛.
(3)小明想探究小球的收尾速度与小球的半径是否有关.与4号小球做对比,请给5号小球的质量设置合适的数据填在表中,以便完成探究.
戴殿珠回答:
(1)从表格数据中可得:小球1和小球2半径相同,质量大的收尾速度也大,故可得出的结论:在相同环境下,小球半径相同时,小球质量越大,小球的收尾速度越大.
(2)根据二力平衡的条件可知,4号小球在接近地面时作匀速运动,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,受到的最大阻力:f=G=mg=0.04kg×9.8N/kg=0.392N;
(3)根据控制变量法,可以让4号和5号小球质量相等,都是40g,只改变小球半径.半径越大,小球收尾速度越小.所以5号小球的收尾速度大约在小于20m/s的范围内.
故答案为:(1)小球半径相同时,小球质量越大,小球的收尾速度越大;(2)二力平衡;0.392;(3)40.
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