精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
空气的阻力与速度有关,我们把研究的对象近似的简化成球体,当物体的速度比较慢时,空气阻力的表达式是 f=6πηrv,η 是空气的黏度,取η≈1.8×10-5 帕?秒,不考虑它随温度的变化,r是物体的半径,v是物体的速度大小;当物体的速度比较快时,
空气的阻力的表达式是f=πρr2v2/5,式中ρ为空气的密度.依据以上的原理,
请分析以下问题:(球体的体积公式为V=4πr3/3)
(1)试计算半径分别为r1=10-6米与r2=10-3米的水滴在空中竖直下落的速度,并由此说明云、雾和雨是由何种半径的水滴下落形成?
(2)在尘土飞扬的马路上洒水的物理原理是什么?
(3)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物,每立方米空气中这种颗粒的含量越高,就代表空气污染越严重.请简要分析PM2.5的来源,以及PM2.5 在大气中的停留时间长、输送距离远的原因.
分析:(1)云的主要组成是大量的小水滴,如果小水滴不够大,由于下落过程受空气阻力作用,下落速度相当慢,这样形成的便是云或雾,若下落速度很快,则便形成了雨;
(2)(3)根据颗粒下落速度与颗粒大小的关系进行分析.
解答:解:(1)根据测算确定r1=10-6m、r2=10-3m的水滴在空中运动所受阻力分别符合较慢额较快的情况;
4
3
πr13ρg=6πr1v1η得:
v1=
2ρgr12
=
2×103×10×(1.0×10-6)2
9×1.8×10-5
≈10-4m/s
所以半径为r1=10-6m的水滴形成的是云、雾;
而由
4
3
πr23ρg=
1
5
πρr22v22得:
v2=
20
3
?
ρ
ρ
r2g
≈7m/s,所以半径为r2=10-3m的水滴形成的是雨;
(2)使细微的尘土在吸附水滴后,形成较大颗粒,从而加大尘土的沉降的速度;
(3)通过以上计算,可以发现颗粒越小,颗粒在空气中的沉降速度越小,越容易随气流迁徙,这就导致PM2.5颗粒在大气中停留时间长、输送距离远;
PM2.5产生的主要来源,是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等于过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质.
点评:此题给出有关大小不同颗粒在空气中下落时所受到的阻力公式,通过计算得出水滴的大小不同在空中生成物体不同,可知水滴达到一定体积才能够下落形成雨,同时考查了知识的应用,例如怎样使漂浮的灰尘尽快下落、为什么PM2.5颗粒在大气中停留时间长等,考查了接受新知识,应用新知识的能力.
练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:阅读理解

“中国红”在雅典飞翔:
精英家教网
北京时间2004年8月28日凌晨2点40分,雅典奥林匹克体育场,这是一个值得所有中国人铭记的日子,中国选手刘翔在男子110米栏决赛中以平12秒91世界纪录的成绩获得金牌.他成为第一个获得奥运田径短跑项目世界冠军的黄种人.
小明在家通过电视,观看到了这一激动人心的场面.同时他又联想到了其中的一些物理知识,请你跟他一起来解答.
(1)刘翔在决赛中做的是
 
运动(田“匀速运动”或“变速运动”).
(2)你能求出刘翔在决赛中的平均速度吗?.
(3)在方框中画出刘翔在跨栏腾空的瞬间所受力的示意图(不考虑空气阻力).
精英家教网
(4)电视画面A:跑道静止不动,刘翔在跑道上飞奔;
电视画面B:跑道在急速后退,而飞奔的刘翔却始终位于屏幕的中央.
这两个画面分别是两台摄像机拍摄到的.一台摄像机c固定于看台上;另一台摄像机d安装在跑道旁的轨道上.电视画面B是摄像机
 
拍到的,此时,摄像机相对于地面是
 
的,而相对于飞奔的刘翔是
 
的,所以才会看到如此精彩的画面.这正说明了运动和静止是
 
的.
(5)观看了刘翔在男子110米栏决赛中的表现,除了上面提到的物理知识外,你还联想到了哪些物理知识?请举出两个实例并简要说明.
(6)请阅读下列文章,并回答有关的问题:
运动员受到的阻力气体和液体都具有流动性,统称为流体.物体在流体中运动时,要受到流体的阻力,阻
力的方向与物体相对流体运动的方向相反.运动员在空气中奔跑,要受到空气的阻力.物体在流体中,受到的阻力大小跟什么有关?
我们可以发现如下日常生活现象:
百米赛跑时,奔跑得越快我们感到扑面而来的风越大.跳伞运动员开始下落很快,打开降落伞后,下降的速度立刻慢了很多.为了减小阻力,飞机、轮船的水下部分、赛车、小轿车等前部都采用流线型.
①通过阅读,你可以归纳出运动员受到的阻力与
 
 
 
等因素有关.
②请你根据刚才的阅读,解释运动员在跑短跑时为什么要穿紧身衣服?
③在刚才的学习中,采用的思维程序是发现问题、
 
 
、归纳出结论、应用结论.
④你认为这个结论在生活中有什么应用?请举一例.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:

(2013?崇安区一模)从高空下落的物体,速度会越来越快,而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作匀速运动(如图频闪摄影照片),通常把这个速度称为收尾速度.例如雨滴从高空下落后越来越快,但在接近地面时作匀速运动.研究发现,在相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力与球的半径和球的速度都有关系,下表为某次研究的实验数据
小球编号 1 2 3 4 5
小球质量(g) 2 5 45 40
小球半径(cm) 0.5 0.5 1.5 2 4
小球收尾速度(m/s) 16 40 40 20 10
(1)编号为4号的小球,当小球受到的阻力最大时的速度为
20
20
m/s,此时小球受到的阻力为
0.4
0.4
N.
(2)比较小球2和3可归纳出:球形物体所受空气阻力f与球的半径r的关系是:当收尾速度一定时,f与
半径平方
半径平方
正比
正比
关系.
(3)小明通过比较表格中1、2号小球的数据得出:球形物体所受空气阻力f除了与小球的半径有关,还与球形物体的收尾速度有关.根据上述规律,则5号小球的质量为
80
80
g.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:

探究题:由生活经验知道,在马路上骑自行车时,速度越大,感觉空气的阻力越大,小明同学根据这个经验提出了一个问题:空气阻力与速度有什么关系?
针对这个问题,他提出了如下猜想:
(1)也许空气阻力大小与速度大小成正比,
(2)也许空气阻力大小与速度平方成正比.
究竟哪一个猜想正确呢?他设计后进行实验,并获得如下数据:
同一个物体
速度 1.0m/s 2.0m/s 3.0m/s 4.0m/s
空气阻力 5.0N 20N 45N 80N
小明对上述数据进行了归纳分析,得出初步结论,并验证了自己其中一种猜想是正确的.根据你刚才的阅读,请回答:
(1)小明得出的结论是
空气阻力大小与速度平方成正比
空气阻力大小与速度平方成正比

(2)回忆一下骑自行车减小阻力的场景,提出空气阻力还可能与什么有关?
与迎风面积的大小有关
与迎风面积的大小有关

(3)小明是按照怎样的思维程序进行探究活动的?
答:
提出问题
提出问题
猜想和假设
猜想和假设
设计实验
设计实验
、纳得出结论.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:阅读理解

请阅读下列文章,并回答有关的问题:
运动员受到的阻力
气体和液体都具有流动性,统称为流体.物体在流体中运动时,要受到流体的阻力,阻力的方向与物体相对流体运动的方向相反.运动员在空气中奔跑,要受到空气的阻力.
物体在流体中,受到的阻力大小跟什么有关?
我们可以发现如下日常生活现象:
百米赛跑时,奔跑得越快我们感到扑面而来的风越大.跳伞运动员开始下落很快,打开降落伞后,下降的速度立刻慢了很多.为了减小阻力,飞机、轮船的水下部分、赛车、小轿车等前部都采用流线型.
①通过阅读,你可以归纳出运动员受到的阻力与
速度
速度
接触面积
接触面积
物体的形状
物体的形状
等因素有关.
②请你根据刚才的阅读,解释运动员在跑短跑时为什么要穿紧身衣服?
③在刚才的学习中,采用的思维程序是发现问题、
提出问题
提出问题
搜集实例
搜集实例
、归纳出结论、应用结论.
④你认为这个结论在生活中有什么应用?请举一例.

查看答案和解析>>

同步练习册答案