.如图所示,将一颗小钢珠由静止释放到盛有蓖麻油的量筒中,下落不久钢珠就开始作匀速直线运动.(量筒中为什么不放清水而用蓖麻油?这是因为蓖麻油的密度虽小于清水,但它
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.如图所示,将一颗小钢珠由静止释放到盛有蓖麻油的量筒中,下落不久钢珠就开始作匀速直线运动.(量筒中为什么不放清水而用蓖麻油?这是因为蓖麻油的密度虽小于清水,但它
题型:不详
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.如图所示,将一颗小钢珠由静止释放到盛有蓖麻油的量筒中,下落不久钢珠就开始作匀速直线运动.(量筒中为什么不放清水而用蓖麻油?这是因为蓖麻油的密度虽小于清水,但它对钢珠产生的粘滞阻力却大大超过清水)
1845年英国物理学家和数学家斯·托克斯(S.G.Stokes)研究球体在液体中下落时,发现了液体对球体的粘滞阻力与球的半径、速度及液体的种类有关,有
,其中物理量η为液体的粘滞系数,它与液体的种类及温度有关.钢珠在蓖麻油中运动一段时间后就以稳定的速度下落,这一速度称为收尾速度.
小题1:实验室的温度为20.0℃ 时,蓖麻油的粘滞系数为0.986,请写出它的单位.
小题2:若钢珠的半径为2.00㎜,钢珠的质量为
,在蓖麻油中所受的浮力为
,求钢珠在蓖麻油中的收尾速度.
小题3:设量筒中蓖麻油的深度为H=40.0㎝,钢珠从液面无初速释放,下沉至刚要到达筒底时,因克服粘滞阻力而产生的热量为多少?
答案
小题1:
小题2:
小题3:
解析
小题1:
因粘滞阻力
,故有
,其单位应是
小题2:
钢珠稳定下落时,其所受向上粘滞阻力F与
、mg平衡,有
得:
小题3:
根据总能量守恒的方法:
钢珠下落过程中损失的势能
转化为钢珠的动能
,以及与钢珠同样大小的油滴上升至液面处的动能
和势能
,还有钢珠克服粘滞阻力而产生的热量Q,其中油滴重力
.
举一反三
如图所示半径为R、r(R>r)甲、乙两圆形轨道安置在同一竖直平面内,两轨道之间由一条水平轨道(CD)相连,如小球从离地3R的高处A点由静止释放,可以滑过甲轨道,经过CD段又滑上乙轨道后离开两圆形轨道,小球与CD段间的动摩擦因数为μ,其余各段均光滑.为避免出现小球脱离圆形轨道而发生撞轨现象.试设计CD段的长度.
题型:不详
难度:
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如图是打秋千的示意图,最初人直立站在踏板上(A点所示),绳与竖直方向成
角,人的重心到悬点O的距离为
;从A点向最低点B运动过程中,人由直立状态自然下蹲,在B点人的重心到悬点O的距离为
;在最低点处,人突然由下蹲变成直立状态(人的重心到悬点O的距离恢复为
)且保持该状态到最高点C.设人的质量为m,踏板和绳的质量不计,空气阻力不计.求:
小题1:人刚到最低点B还处于下蹲状态时,两根绳中的总拉力F为多大?
小题2:人到达左端最高点C时,绳与竖直方向的夹角
为多大?(用反三角函数表示)
题型:不详
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如图所示, 半径为r, 质量不计的圆盘盘面与地面相垂直, 圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O,在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A,在O点的正下方离O点的正下方离O点r/2处固定一个质量也为m的小球B. 放开盘让其自由转动, 问 :
小题1:A球转到最低点时的线速度是多少?
小题2:在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少?
题型:不详
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半径为
R
的圆桶固定在小车上,有一光滑小球静止在圆桶最低点,如图5-5所示,小车以速度
v
向右做匀速运动、当小车遇到障碍物突然停止时,小球在圆桶中上升的高度可能为( )
A.等于
B.大于
C.小于
D.等于2R
题型:不详
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一根轻质弹簧悬挂在横梁上,在竖直方向上呈自然状态,现将一个质量为0.2
kg
的小球轻轻地挂在弹簧下端,在弹力和重力的共同作用下,小球做振幅为0.1
m
的简谐运动,设振动的平衡位置处为重力势能的零势面,则在整个振动过程中 ( )
A.弹簧的弹性势能的最大值为0.4J
B.弹簧的弹性势能的最大值为0.2
J
C.系统的总机械能为0.4
J
D.系统的总机械能为0.2 J
题型:不详
难度:
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