雨时雨点受到的空气阻力正比于Sv,这里S为雨点的横截面积,v为雨点的下落速度.1试判断大雨点和小雨点谁下落得快?432请用力学原理对你的判断结果加以分析.已知半径为r的球的体积为πr3解析:1大雨点下落得快2根据题意,雨点下落过程中受到空气阻力
2
f=kSv2
式中,k为一确定的常数.随着下落速度的增大,雨点下落过程中受到空气阻力也随之变大,直到与雨点重力平衡时,则雨点做匀速下落.此速度为雨点的极限下落速度vmax,即
kSv2max=mg
若把雨点看成球形,令球形雨点的半径为r,密度ρ即水的密度,有
S=πr2m=πr3ρ
联立上述各式,得雨点的极限下落速度vmax为43
vmax=
4ρgr∝r3k
所以,大雨点比小雨点下落得快.答案:1大雨点下落得快2见解析122013北京海淀期中如图所示,质量m=22kg的金属块放在水平地板上,在与水平方向成θ=37°角斜向上、大小为F=10N的拉力作用下,以速度v=50ms向右做匀速直线运动.cos37°=08,si
37°=06,取g=10ms求:
2
1金属块与地板间的动摩擦因数;2为使物块向右做匀速直线运动,求F的最小值.
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f解析:1设地板对金属块的支持力为N,金属块与地板的动摩擦因数为μ,因为金属块匀速运动,所以有
Fcosθ=μNmg=Fsi
θ+N
解得:由μ=
Fcos37°8==05mg-Fsi
37°22-6
2分析物体的受力,如图,建坐标分解
竖直方向:Fsi
θ+FN=mg水平方向:Fcosθ=μFNμmg联立可得:F==cosθ+μsi
θ1+μ225所以F最小值为N5答案:1052252N5μmg
2
θ+φ
7
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