Question

15．物體的收尾速度
   物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到流體阻力的作用．流體阻力大小跟相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度大小有關(guān)，速度越大，阻力越大，跟物體的橫截面積有關(guān)，橫截面積越大，阻力越大；跟物體的形狀有關(guān)，頭圓尾尖（這種形狀通常叫做流線型）的物體受到的阻力較小．物體從高空由靜止下落，速度會(huì)越來越大，所受阻力也越來越大，下落一段距離后，當(dāng)阻大到與重力相等時(shí)，將以某一速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)速度通常被稱為收尾速度．某研究小組做了“空氣對(duì)球形物體阻力大小與球的半徑和速度的關(guān)系“的實(shí)驗(yàn)，測量數(shù)據(jù)如表

小球編號(hào)	A	B
小球質(zhì)量（g）	2	5
小球半徑（×10-3m）	5	5
小球的收尾速度（m/s）	16	40

請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）通過表格中記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，球形物體的收尾速度的大小與質(zhì)量有關(guān)；（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）
（2）A小球受到空氣阻力最大時(shí)的速度為16m/s，此時(shí)空氣阻力為2×10^-2N；
（3）轎車的外形常做成流線型，目的是減小空氣阻力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小球質(zhì)量由2g到5g時(shí)小球的收尾速度從16m/s到40m/s可得出結(jié)論；
（2）當(dāng)小球受到的阻力與重力相等，即所受合力為零時(shí)，小球處于平衡狀態(tài)，受到到達(dá)最大，即達(dá)到首尾速度．
（3）流線型是前圓后尖，表面光滑，略象水滴的形狀．具有這種形狀的物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的阻力最小，所以汽車、火車、飛機(jī)機(jī)身、潛水艇等外形常做成流線型．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，兩個(gè)小球的半徑相同，當(dāng)小球質(zhì)量由2g增大到5g時(shí)，小球的收尾速度從16m/s增大到40m/s，這說明球形物體的收尾速度的大小與質(zhì)量有關(guān)；
（2）小球達(dá)到收尾速度時(shí)，受到平衡力作用，阻力等于重力；此時(shí)所示阻力最大，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度最大；由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，A小球受到空氣阻力最大時(shí)的速度為16m/s；
由二力平衡條件可得，此時(shí)小球所受阻力：f=G=mg=2×10^-3kg×10N/kg=2×10^-2N．
（3）轎車的外形常做成流線型，目的是為了減小空氣阻力；
故答案為：（1）有關(guān)；（2）16；2×10^-2；（3）流線型；減小空氣阻力．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了判斷小球的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等問題，關(guān)鍵知道物體達(dá)到收尾速度時(shí)重力等于阻力，要學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)．