(2009•北塘区二模)物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动.这种运动在真空中才能发生,在有空气的空

(2009•北塘区二模)物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动.这种运动在真空中才能发生,在有空气的空间,当空气阻力很小可以忽略时,物体的下落可以近似地看作自由落体运动.为了探究自由落体运动快慢与哪些因素有关,小南长和小北塘作了如下猜想:
猜想一:物体自由落体运动的快慢与物体的材料有关;
猜想二:物体自由落体运动的快慢与物体的质量有关.
为了验证猜想,他们分别将三个金属球在20m高处由静止释放,测得金属球落地时间如下表:
实验序号 材料 质量/㎏ 下落时间/s
1 铁球 0.2 2.05
2 铁球 0.4 2.05
3 铅球 0.4 2.05
(1)他们选用金属球而不选用棉花球或纸团进行实验,这样做的目的是______.
A.便于实验操作B.便于实验观察
C.相对空气阻力较小,使运动更接近自由落体运动,实验更具科学性
(2)他们分析比较表中的数据,得出的结论是______;
(3)当空气阻力不能忽略时情况又怎么样呢?小南长和小北塘同学通过查阅资料知道:从高空下落的物体,速度越来越大,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运动,通常把这个速度称为收尾速度.研究发现,相同环境条件下,空气对相同材质的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系.下表为某次研究的实验数据,根据表格中的数据,你会发现标号为2、3的小球在达到收尾速度时所受的空气阻力之比为______,进一步分析可知半径相等的情况下球形物体所受的空气阻力f与收尾速度成______.
小球编号 1 2 3 4
小球质量(×10-2kg) 2 5 45 40
小球半径(×10-3m) 0.5 0.5 1.5 2
小球的收尾速度m/s 16 40 40 20
(4)综合以上信息请判断,宇航员在月球上将标号为2、3的小球在同一地点、同一高度同时释放,它们将______.
A.同时落地B.编号为2号的小球先落地C.编号为3号的小球先落地.
mozhanglu 1年前 已收到1个回答 举报

wtlh 幼苗

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(1)自由落体的条件就是尽可能的减小物体受到的空气阻力,铁球相对于棉球,受到的空气阻力更小,运动更接近自由落体运动.故选C.
(2)分析比较表中的数据,得出的结论是:物体自由落体运动的快慢与物体的材料和质量无关.
(3)小球受竖直向下的重力G、竖直向上的空气阻力f,当小球达到收尾速度时,小球做匀速直线运动,
处于平衡状态,由平衡条件得:f=G=mg,标号为2、3的小球在达到收尾速度时所受的空气阻力之比为
f2
f3=
m2g
m3g=
m2
m3=
5×10−2kg
45×10−2kg=[1/9];
1号与2号小球半径相同,它们的收尾速度之比为
v1
v2=[16/40]=[2/5],
空气阻力之比为
f
f1=
m1g
m2g=
m1
m2=
2×10−2kg
5×10−2kg=[2/5],所以球形物体所受的空气阻力f与收尾速度成正比.
(4)由(2)知:物体自由落体运动的快慢与物体的材料和质量无关,所以宇航员在月球上将标号为2、3的小球在同一地点、同一高度同时释放,它们将同时落地,故选A.
故答案为:(1)C;(2)物体自由落体运动的快慢与物体的材料和质量无关;
(3)1:9;正比;(4)A.

1年前

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