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空气阻力
在赛车界中有这么一句话:“谁控制好空气,谁就能赢得比赛!”。这里所说的空气,指的就是空气阻力,物体在流体(气体、液体)中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体所受阻力较小。
雨滴从高空由静止下落,速度会越来越大,所受空气阻力也越来越大,下落过程中受到的空气阻力与雨滴(可看成球形)的横截面积S成正比,与下落速度v的平方成正比,即(其中k为比例常数)。下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。一般而言,直径为0.5mm的雨滴的收尾速度约为2m/s。
(1)关于流体的阻力,下列说法正确的是
A.飞机为了减小阻力,应做成头尖尾圆的形状
B.降落伞从空中下落时因横截面积较大,更利于增大空气阻力
C.赛车要赢得比赛,应设法减小空气阻力
D.海豚等海洋动物能在水中高速前径,是因为它们的横截面积较小,阻力较小
(2)某雨滴的收尾速度为5m/s,当该雨滴的速度为4m/s时,其所受到的重力(只要求填写字母:A“大于”、B“等于”或C“小于”)空气阻力;质量大的雨滴和质量小的雨滴的收尾速度谁大?(只要求填写字母:A“质量大的雨滴”、B“质量小的雨滴”或C“一样大”)
(3)人造地球卫星一般不需要设计成流线型,这是因为
(4)下列能大致反映雨滴下落速度v、所受到的空气阻力f随时间变化关系的图像为。
(5)已知球体的体积公式为(r为半径);若某次下雨,最大的雨滴直径为1mm,则这次下雨,雨滴最大的落地速度约为m/s。