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物体在空气中运动时所受空气的阻力f与其相对于空气的速度v有关。我们把研究对象简化...

物体在空气中运动时所受空气的阻力f与其相对于空气的速度v有关。我们把研究对象简化为半径为r的球体,并认为空气相对于地面静止。当物体的速度v比较小时,空气阻力f=6πηrv,式中空气的黏度η≈1.8×10-5Pa·s,不考虑它随温度的变化;当物体的速度v比较大时,空气阻力f=πρr2v2,式中ρ为空气的密度。依据以上规律,请分析以下问题:

(已知球体的体积公式为V=πr3ρ=1.29kg/m3ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)

(1)试用第二个空气阻力的表达式计算半径分别为r1=10-6m与r2=10-3m的水滴在空中竖直下落过程中可分别达到的最大速度?

(2)通过计算说明这两种水滴各适合哪一个阻力表达式。

 

(1) (2) 【解析】试题分析:速度达到最大时,水滴做匀速运动,根据平衡条件即可求解。 (1)半径为的水滴: 速度达到最大时, 联立解得: 半径为的水滴: 速度达到最大时, 联立解得: (2)半径为的水滴,由于分速很小,适合阻力表达式 半径为的水滴,由于分速较大,适合阻力表达式 点睛:本题主要考查了水滴在阻力的作用下匀速运动,属于基础题。  
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考点分析:
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用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力作用会伸长。如果要直接测试成品线材,比较困难。为此,我们可以选用同种材料制成样品进行测试,下表是对样品测试取得的数据。

长度

L/m

250

500

750

1000

1

0.05

0.04

0.08

0.12

0.16

2

0.05

0.08

0.16

0.24

0.32

3

0.05

0.12

0.24

0.36

0.48

1

0.10

0.02

0.04

0.06

0.08

1

0.20

0.01

0.02

0.03

0.04

 

 

请回答下列问题:

(1)这种测试方法,运用了怎样的科学思想__________?

(2)根据样品的测试结果,该材料制成的线材受力后的伸长量x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为_________

(3)现有一该材料制成的金属杆,长为5米,横截面积为0.8厘米2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过0.4厘米。其能承受的最大拉力为_________

 

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如图所示,虚线区域内的“×” 为垂直纸面的磁感线,当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端,由静止开始滑到底端时,具有的动能为E1;若将金属框换成质量相同的塑料框,其他条件不变,塑料框滑到底端时, 具有的动能为E2。则E1_______E2(填“>”“=”或“<”),因为__________________。(提示:金属框是导体,有电阻)

 

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某人通过焦距为l2cm、直径为4cm的放大镜(薄凸透镜)看报纸,报纸与放大镜的距离为3cm,且与放大镜的主光轴垂直,保持放大镜的位置不变,眼睛始终位于主轴上且距离放大镜24cm位置处进行观测(不考虑眼睛的大小),报纸上有部分区域是“盲区”(即眼睛观测不到),该区域的面积为________cm2

 

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一辆卡车以速度v通过减速带,司机利用搁置在仪表盘上的车载计时仪记录汽车前轮和后轮先后与减速带撞击的声音的时间间隔来测量声速。车载计时仪位于前轮轴的正上方,在前轮通过减速带时开始记时,在t1时刻第一次接收到声音信号,在t2时刻第二次接收到声音信号。已知汽车前后轮轴之间的距离为L,则声音在空气中的速度为v0=___________ (不考虑除空气外其他介质对声音传播的影响)。

 

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一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端电压U变化的关系图像如图(a)所示,将它与两个标准电阻Rl、R2组成如图(b)所示电路,当电键S接通位置1时,三个用电器消耗的电功率均为P.将电键S切换到位置2后,电阻器D和电阻Rl、R2消耗的电功率分别是PD、Pl、P2,则P1=______PD,PD+P1+P2______3P(填“>”“=”或“<”)。

 

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