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精英家教網 > 初中物理 > 題目詳情
空氣的阻力與速度有關,我們把研究的對象近似的簡化成球體,當物體的速度比較慢時,空氣阻力的表達式是 f=6πηrv,η 是空氣的黏度,取η≈1.8×10-5 帕?秒,不考慮它隨溫度的變化,r是物體的半徑,v是物體的速度大小;當物體的速度比較快時,
空氣的阻力的表達式是f=πρr2v2/5,式中ρ為空氣的密度.依據以上的原理,
請分析以下問題:(球體的體積公式為V=4πr3/3)
(1)試計算半徑分別為r1=10-6米與r2=10-3米的水滴在空中豎直下落的速度,并由此說明云、霧和雨是由何種半徑的水滴下落形成?
(2)在塵土飛揚的馬路上灑水的物理原理是什么?
(3)PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物,每立方米空氣中這種顆粒的含量越高,就代表空氣污染越嚴重.請簡要分析PM2.5的來源,以及PM2.5 在大氣中的停留時間長、輸送距離遠的原因.
分析:(1)云的主要組成是大量的小水滴,如果小水滴不夠大,由于下落過程受空氣阻力作用,下落速度相當慢,這樣形成的便是云或霧,若下落速度很快,則便形成了雨;
(2)(3)根據顆粒下落速度與顆粒大小的關系進行分析.
解答:解:(1)根據測算確定r1=10-6m、r2=10-3m的水滴在空中運動所受阻力分別符合較慢額較快的情況;
4
3
πr13ρg=6πr1v1η得:
v1=
2ρgr12
=
2×103×10×(1.0×10-6)2
9×1.8×10-5
≈10-4m/s
所以半徑為r1=10-6m的水滴形成的是云、霧;
而由
4
3
πr23ρg=
1
5
πρr22v22得:
v2=
20
3
?
ρ
ρ
r2g
≈7m/s,所以半徑為r2=10-3m的水滴形成的是雨;
(2)使細微的塵土在吸附水滴后,形成較大顆粒,從而加大塵土的沉降的速度;
(3)通過以上計算,可以發現顆粒越小,顆粒在空氣中的沉降速度越小,越容易隨氣流遷徙,這就導致PM2.5顆粒在大氣中停留時間長、輸送距離遠;
PM2.5產生的主要來源,是日常發電、工業生產、汽車尾氣排放等于過程中經過燃燒而排放的殘留物,大多含有重金屬等有毒物質.
點評:此題給出有關大小不同顆粒在空氣中下落時所受到的阻力公式,通過計算得出水滴的大小不同在空中生成物體不同,可知水滴達到一定體積才能夠下落形成雨,同時考查了知識的應用,例如怎樣使漂浮的灰塵盡快下落、為什么PM2.5顆粒在大氣中停留時間長等,考查了接受新知識,應用新知識的能力.
練習冊系列答案
相關習題

科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解

“中國紅”在雅典飛翔:
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北京時間2004年8月28日凌晨2點40分,雅典奧林匹克體育場,這是一個值得所有中國人銘記的日子,中國選手劉翔在男子110米欄決賽中以平12秒91世界紀錄的成績獲得金牌.他成為第一個獲得奧運田徑短跑項目世界冠軍的黃種人.
小明在家通過電視,觀看到了這一激動人心的場面.同時他又聯想到了其中的一些物理知識,請你跟他一起來解答.
(1)劉翔在決賽中做的是
 
運動(田“勻速運動”或“變速運動”).
(2)你能求出劉翔在決賽中的平均速度嗎?.
(3)在方框中畫出劉翔在跨欄騰空的瞬間所受力的示意圖(不考慮空氣阻力).
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(4)電視畫面A:跑道靜止不動,劉翔在跑道上飛奔;
電視畫面B:跑道在急速后退,而飛奔的劉翔卻始終位于屏幕的中央.
這兩個畫面分別是兩臺攝像機拍攝到的.一臺攝像機c固定于看臺上;另一臺攝像機d安裝在跑道旁的軌道上.電視畫面B是攝像機
 
拍到的,此時,攝像機相對于地面是
 
的,而相對于飛奔的劉翔是
 
的,所以才會看到如此精彩的畫面.這正說明了運動和靜止是
 
的.
(5)觀看了劉翔在男子110米欄決賽中的表現,除了上面提到的物理知識外,你還聯想到了哪些物理知識?請舉出兩個實例并簡要說明.
(6)請閱讀下列文章,并回答有關的問題:
運動員受到的阻力氣體和液體都具有流動性,統稱為流體.物體在流體中運動時,要受到流體的阻力,阻
力的方向與物體相對流體運動的方向相反.運動員在空氣中奔跑,要受到空氣的阻力.物體在流體中,受到的阻力大小跟什么有關?
我們可以發現如下日常生活現象:
百米賽跑時,奔跑得越快我們感到撲面而來的風越大.跳傘運動員開始下落很快,打開降落傘后,下降的速度立刻慢了很多.為了減小阻力,飛機、輪船的水下部分、賽車、小轎車等前部都采用流線型.
①通過閱讀,你可以歸納出運動員受到的阻力與
 
 
 
等因素有關.
②請你根據剛才的閱讀,解釋運動員在跑短跑時為什么要穿緊身衣服?
③在剛才的學習中,采用的思維程序是發現問題、
 
 
、歸納出結論、應用結論.
④你認為這個結論在生活中有什么應用?請舉一例.

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科目:初中物理 來源: 題型:

(2013?崇安區一模)從高空下落的物體,速度會越來越快,而所受空氣阻力也會隨速度的增大而增大,因此物體下落一段距離后將以某一速度作勻速運動(如圖頻閃攝影照片),通常把這個速度稱為收尾速度.例如雨滴從高空下落后越來越快,但在接近地面時作勻速運動.研究發現,在相同環境條件下,空氣對不同材質的球形物體的阻力與球的半徑和球的速度都有關系,下表為某次研究的實驗數據
小球編號 1 2 3 4 5
小球質量(g) 2 5 45 40
小球半徑(cm) 0.5 0.5 1.5 2 4
小球收尾速度(m/s) 16 40 40 20 10
(1)編號為4號的小球,當小球受到的阻力最大時的速度為
20
20
m/s,此時小球受到的阻力為
0.4
0.4
N.
(2)比較小球2和3可歸納出:球形物體所受空氣阻力f與球的半徑r的關系是:當收尾速度一定時,f與
半徑平方
半徑平方
正比
正比
關系.
(3)小明通過比較表格中1、2號小球的數據得出:球形物體所受空氣阻力f除了與小球的半徑有關,還與球形物體的收尾速度有關.根據上述規律,則5號小球的質量為
80
80
g.

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科目:初中物理 來源: 題型:

探究題:由生活經驗知道,在馬路上騎自行車時,速度越大,感覺空氣的阻力越大,小明同學根據這個經驗提出了一個問題:空氣阻力與速度有什么關系?
針對這個問題,他提出了如下猜想:
(1)也許空氣阻力大小與速度大小成正比,
(2)也許空氣阻力大小與速度平方成正比.
究竟哪一個猜想正確呢?他設計后進行實驗,并獲得如下數據:
同一個物體
速度 1.0m/s 2.0m/s 3.0m/s 4.0m/s
空氣阻力 5.0N 20N 45N 80N
小明對上述數據進行了歸納分析,得出初步結論,并驗證了自己其中一種猜想是正確的.根據你剛才的閱讀,請回答:
(1)小明得出的結論是
空氣阻力大小與速度平方成正比
空氣阻力大小與速度平方成正比

(2)回憶一下騎自行車減小阻力的場景,提出空氣阻力還可能與什么有關?
與迎風面積的大小有關
與迎風面積的大小有關

(3)小明是按照怎樣的思維程序進行探究活動的?
答:
提出問題
提出問題
猜想和假設
猜想和假設
設計實驗
設計實驗
、納得出結論.

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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解

請閱讀下列文章,并回答有關的問題:
運動員受到的阻力
氣體和液體都具有流動性,統稱為流體.物體在流體中運動時,要受到流體的阻力,阻力的方向與物體相對流體運動的方向相反.運動員在空氣中奔跑,要受到空氣的阻力.
物體在流體中,受到的阻力大小跟什么有關?
我們可以發現如下日常生活現象:
百米賽跑時,奔跑得越快我們感到撲面而來的風越大.跳傘運動員開始下落很快,打開降落傘后,下降的速度立刻慢了很多.為了減小阻力,飛機、輪船的水下部分、賽車、小轎車等前部都采用流線型.
①通過閱讀,你可以歸納出運動員受到的阻力與
速度
速度
接觸面積
接觸面積
物體的形狀
物體的形狀
等因素有關.
②請你根據剛才的閱讀,解釋運動員在跑短跑時為什么要穿緊身衣服?
③在剛才的學習中,采用的思維程序是發現問題、
提出問題
提出問題
搜集實例
搜集實例
、歸納出結論、應用結論.
④你認為這個結論在生活中有什么應用?請舉一例.

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同步練習冊答案
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