雨滴从高空竖直落到地面的过程中,由于空气阻力的作用,雨滴在下落一段距离后就做匀速运动.已知空气阻力kSv2,其中v是雨滴

雨滴从高空竖直落到地面的过程中,由于空气阻力的作用,雨滴在下落一段距离后就做匀速运动.已知空气阻力kSv2,其中v是雨滴的下落速度,S是雨滴的横截面积,k是常数,将雨滴看做球形,其质量在下落过程中保持不变,试分析雨滴的运动情况并导出雨滴落地时速度大小与雨滴半径R的关系式.(球的体积V=
4
3
πR2
lyh5299 1年前 已收到1个回答 举报

18的我 幼苗

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解题思路:雨点最终做匀速直线运动,受重力和阻力,二力平衡;结合密度的定义公式列式后联立求解.

设雨滴半径为R,密度为ρ,质量为m,则雨滴下落过程中受力kSv2=ma(3分)v增大时,阻力kSv2增大,加速度为减小,雨滴做加速度逐渐减小的加速运动,
最终当a=0时,雨滴匀速下落.
雨滴匀速下落时,ρ•
4
3πR3•g−k•πR2•v2=0
解得v=

4ρgR
3k
表明雨滴越大(R越大),其落地速度越大
答:雨滴做加速度逐渐减小的加速运动,雨滴落地时速度大小与雨滴半径R的关系式为v=

4ρgR
3k.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律.

考点点评: 本题关键要分析清楚雨点的运动规律,然后根据平衡条件列式求解,基础题.

1年前

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