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【題目】雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒,這與雨滴下落過程中受到空氣阻力有關。雨滴間無相互作用且雨滴質量不變,重力加速度為g

(1)質量為m的雨滴由靜止開始,下落高度h時速度為u,求這一過程中克服空氣阻力所做的功W

(2)將雨滴看作半徑為r的球體,設其豎直落向地面的過程中所受空氣阻力,其中ν是雨滴的速度,k是比例系數。

a.設雨滴的密度為,推導雨滴下落趨近的最大速度與半徑的關系式;

b.示意圖中畫出了半徑為的雨滴在空氣中無初速下落的ν-t圖線,其中______對應半徑為的雨滴(選填“①”或“②”);若不計空氣阻力,請在圖中畫出雨滴無初速下落的ν-t圖線。

【答案】(1)(2)ab

【解析】

(1)根據動能定理得

解得

(2)a.根據牛頓第二定律得

當加速度為零時,雨滴趨近于最大速度,雨滴質量

,可得雨滴最大速度與半徑的關系式

b.可知雨滴的半徑越大則末速度越大,所以末速度較大的對應半徑為r1的雨滴,若沒有空氣的阻力,則雨滴做自由落體運動,則,如圖所示

練習冊系列答案
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【題目】小型水力發電站的發電機有穩定的輸出電壓,它發出的電先通過電站附近的升壓變壓器T1升壓,然后通過輸電線路把電能輸送到遠處用戶附近的降壓變壓器T2,經降低電壓后再輸送至各用戶.設T1T2都是理想變壓器,那么在用電高峰期,隨用電器電功率的增加將導致(  )

A.升壓變壓器初級線圈中的電流變小

B.升壓變壓器次級線圈兩端的電壓變小

C.高壓輸電線路的電壓損失變大

D.降壓變壓器次級線圈兩端的電壓變大

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【題目】水平放置的平行金屬板AB連接一恒定電壓,兩個質量相等的電荷MN同時分別從極板A的邊緣和兩極板的正中間沿水平方向進入板間電場,兩電荷恰好在板間某點相遇,如圖所示。若不考慮電荷的重力和它們之間的相互作用,則下列說法正確的是 (  )

A. 電荷M的比荷大于電荷N的比荷

B. 兩電荷在電場中運動的加速度相等

C. 從兩電荷進入電場到兩電荷相遇,電場力對電荷M做的功等于電場力對電荷N做的功

D. 電荷M進入電場的初速度大小與電荷N進入電場的初速度大小一定相同

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【題目】甲車在乙車前方75 m處由靜止以恒定功率P50 kW啟動,阻力恒定,最后勻速運動。乙車做初速為0的勻加速直線運動(無最大速度限制)。兩車同時同向運動,vt圖象如圖所示。其中,甲車質量m7.5 t。則下列說法正確的是

A. 甲車所受的阻力為5000 N

B. 甲車所受的阻力為7500 N

C. 乙車追上甲車的時間為50 s

D. 乙車追上甲車的時間為30 s

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【題目】滑板運動是極限運動的鼻祖許多極限運動項目均由滑板項目延伸而來.如圖所示是滑板運動的軌道,BCDE是兩段光滑圓弧形軌道,BC段的圓心為O圓心角為

60°,半徑OC與水平軌道CD垂直水平軌道CD段粗糙且長8 m.一運動員從軌道上的A點以3 m/s的速度水平滑出B點剛好沿軌道的切線方向滑入圓弧形軌道BC,CD軌道后沖上DE軌道到達E點時速度減為零然后返回.已知運動員和滑板的總質量為60 kg,B、E兩點與水平面CD的豎直高度分別為hH,h=2 m,H=2.8 m,g10 m/s2.求:

(1)運動員從A運動到達B點時的速度大小vB

(2)軌道CD段的動摩擦因數μ;

(3)通過計算說明第一次返回時運動員能否回到B點?如能請求出回到B點時的速度大小;如不能則最后停在何處?

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【題目】一質量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛,路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104N,當汽車經過半徑為80m的彎道時,下列判斷正確的是( )

A. 汽車轉彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力

B. 汽車轉彎的速度為20m/s時所需的向心力為1.4×104N

C. 汽車轉彎的速度為20m/s時汽車會發生側滑

D. 汽車能安全轉彎的向心加速度不超過7.0m/s2

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【題目】質量為M的物體內有光滑的圓形豎直軌道,現有一質量為m的小滑塊在該圓形軌道內沿順時針做圓周運動,AC分別為圓周的最高點和最低點,BD點與圓心O在同一條水平線上,小滑塊運動時,物體M在水平地面上靜止不動。有關物體M對地面的壓力N和地面對物體M的摩擦力的說法正確的是(當地的重力加速度為g) ( )

A. 小滑塊在A點時,,摩擦力方向向左

B. 小滑塊在B點時,,摩擦力方向向右

C. 小滑塊在C點時,N (M+m)g,與地面無摩擦力

D. 小滑塊在D點時,,摩擦力方向向左

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【題目】如圖是靜電噴漆的工作原理圖。工作時,噴槍部分接髙壓電源負極,工件接正極,噴槍的端部與工件之間就形成靜電場,從噴槍噴出的涂料微粒在電場中運動到工件,并被吸附在工件表面。圖中畫出了部分微粒的軌跡,設微粒被噴出后只受靜電力作用,( )

A. 微粒的運動軌跡顯示的是電場線的分布情況

B. 微粒向工件運動的過程中所受電場力先減小后增大

C. 在向工件運動的過程中,微粒的動能逐漸減小

D. 在向工件運動的過程中,微粒的電勢能逐漸增大

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【題目】如圖所示為一簡諧橫波在t0時刻的波形圖,Q是平衡位置為x4m處的質點.Q點與P點(圖中未畫出)平衡位置相距3mP點的振動位移隨時間變化關系為cm,下列說法正確的是__________

A. 該波沿x軸正方向傳播

B. 該波的傳播速度為4m/s

C. 質點Q在隨后的1s內通過的路程為0.2m

D. t0.5s時,質點Q的加速度為0,速度為正向最大

E. t0.75s時,質點P的加速度為0,速度為負向最大

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