Question

如圖1中的“翔鳳”是我國(guó)第一次完全自主設(shè)計(jì)并制造的支線飛機(jī)．于2008年11月28日試飛首飛1h獲得了成功，并計(jì)劃在2009年開(kāi)始逐步投入規(guī)模化生產(chǎn)．
（1）翔鳳支線客機(jī)使用的是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，其原理是：將吸入的空氣與燃油混合，點(diǎn)火爆炸后膨脹產(chǎn)生高速空氣向后噴出，發(fā)動(dòng)機(jī)將空氣向后噴出時(shí)推動(dòng)飛機(jī)向前運(yùn)動(dòng)．這是因?yàn)開(kāi)_____．
（2）飛機(jī)的升力是由于機(jī)翼上、下表面出現(xiàn)了壓力差，垂直于相對(duì)氣流方向的壓力差的總和就是機(jī)翼的升力．這樣飛機(jī)借助機(jī)翼上獲得的升力克服地球引力，從而翱翔在藍(lán)天上了．飛機(jī)機(jī)翼導(dǎo)流板橫截面的形狀是圖2中的______．

（3）飛機(jī)在飛行過(guò)程中會(huì)受到空氣阻力，氣體和液體總稱為流體．由于流體的粘滯性，使得在流體中運(yùn)動(dòng)的物體要受到流體阻力．在一般情況下，半徑為R的小球以速度為v運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的流體阻力的大小可用公式f=6πηRv表示（η為流體的粘滯系數(shù)，已知球的體積公式是V=4πR³/3）．
①你認(rèn)為流體的粘滯系數(shù)η可能與流體的______有關(guān)；
②密度為ρ、半徑為R的小球在密度為ρ、粘滯系數(shù)為η的液體中由靜止自由下落時(shí)的v-t圖象如圖3所示，根據(jù)你所學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)判斷：此時(shí)的小球受到的力分別是______；
③根據(jù)以上分析請(qǐng)推導(dǎo)出速度v_r的數(shù)學(xué)表達(dá)式．

Answer 1

【答案】分析：（1）噴氣飛機(jī)向后噴出氣體，給氣流有一個(gè)向后的力的作用，故此時(shí)根據(jù)物體間力的作用是相互的進(jìn)行解釋即可；
（2）流線型在空中飛行，產(chǎn)生向上的力還是向下的力，主要比較上下的壓強(qiáng)，即比較上下的空氣流速；
（3）①由于流體的粘滯性，使得在流體中運(yùn)動(dòng)的物體要受到流體阻力，所以粘滯系數(shù)可能跟濃度、粘稠度、液體種類、密度有關(guān)；
②對(duì)小球進(jìn)行受力分析，它在流體中下落受到重力、浮力和阻力的作用；
③由圖形分析可知，當(dāng)小球速度達(dá)到v_r時(shí)便勻速下落，處于平衡狀態(tài)，G=F_浮+f．將數(shù)據(jù)代入公式化簡(jiǎn)即可．
解答：解：
（1）火箭向后噴出氣流，火箭對(duì)氣流有向后的力，由于力的作用是相互的，氣流對(duì)火箭有向前的力的作用，從而推動(dòng)火箭前進(jìn)；
（2）飛機(jī)的機(jī)翼的設(shè)計(jì)應(yīng)該有利于飛機(jī)的起飛，即有利于飛機(jī)受到向上的升力作用，故據(jù)壓強(qiáng)與流速的關(guān)系不難看出，機(jī)翼下方的空氣流速應(yīng)該小，壓強(qiáng)大；機(jī)翼上方的空氣流速大，壓強(qiáng)小，從而使得機(jī)翼受到向上的升力，故分析四個(gè)選項(xiàng)不難看出D是正確的；
（3）①流體的粘滯系數(shù)可能跟濃度、粘稠度、液體種類、密度有關(guān)；
②小球在流體中下落時(shí)受重力、浮力和阻力的作用；
③小球受到的重力：G=mg=ρVg=πR³ρg；
小球所受浮力：F_浮=ρVg=πR³ρg；
小球所受流體阻力：f=6πηRv．
由圖象可知，當(dāng)小球速度達(dá)到v_r時(shí)便勻速下落，處于平衡狀態(tài)，此時(shí)小球所受合力為零，則G=F_浮+f．
即：πR³ρg=πR³ρg+6πηRvr．
化簡(jiǎn)可得：v_r=．
故答案為：
（1）物體間力的作用是相互的；
（2）D；
（3）①濃度（或粘稠度，液體種類或密度）；
②重力、浮力、流體阻力；
③速度v_r的數(shù)學(xué)表達(dá)式為v_r=
點(diǎn)評(píng)：本題實(shí)際上是一道大型的計(jì)算題，并且計(jì)算公式是課本上沒(méi)有接觸到的，題目的難度較大，它考查了學(xué)生的自學(xué)能力以及對(duì)新知識(shí)的整合能力、計(jì)算能力等各方面的能力．