Question

【題目】實驗表明：密度大于液體的固體球，在液體中開始時是豎直加速下沉，但隨著下沉速度變大，其所受的阻力也變大，到一定深度后開始勻速下沉。下表是某興趣小組在探究“固體球在水中豎直勻速下沉時的速度與哪些量有關”實驗時得到的數據記錄(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)。

（1）固體球在水中豎直勻速下沉時受到的力_______(填“是”或“不是”)平衡力；若固體球的半徑為0.5×10—3m，密度為3.0×103kg/m3，則此球勻速下降時所受到的浮力F浮與阻力f的大小關系為F浮_______f(填“大于”“等于”或“小于”)。

（2）由第1、2、3三組數據可知：密度相同的固體球在水中勻速下沉的速度與固體球的____成正比。

（3）若固體球的半徑為2.0×10－3m，密度為3.0×103kg/m3，則其在水中勻速下沉的速度是_____m/s。

Answer 1

【答案】 是 小于 半徑平方 17.6

【解析】固體球在水中豎直勻速下沉時處于平衡狀態(tài)，故受到的平衡力的作用，若固體球的半徑為0.5×10—3m，密度為3.0×103kg/m3，則球受到浮力大小F浮=ρ水gV；球的重力G=ρ物gV；物體所受阻力f=G-F浮=ρ物gV-ρ水gV=（ρ物-ρ水）gV；因為ρ物-ρ水大于ρ水，故此球勻速下降時所受到的浮力F浮小于阻力f的大小。比較第1、2、3三組數據可知：密度相同的固體球在水中勻速下沉的速度與固體球的半徑平方成正比。若固體球的半徑為2.0×10－3m，密度為3.0×103kg/m3，比較第5次數據半徑為第5次數據的2倍，則速度為其4倍，故其在水中勻速下沉的速度是4.40m/s×4=17.6m/s。