如圖所示，將一顆小鋼珠由靜止釋放到盛有蓖麻油的量筒中，下落不久鋼珠就開始作勻速直線運動.（量筒中為什么不放清水而用蓖麻油？這是因為蓖麻油的密度雖小于清水，但它對鋼珠產(chǎn)生的粘滯阻力卻大大超過清水）

1845年英國物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家斯·托克斯（S.G.Stokes）研究球體在液體中下落時，發(fā)現(xiàn)了液體對球體的粘滯阻力與球的半徑、速度及液體的種類有關(guān)，有,其中物理量η為液體的粘滯系數(shù)，它與液體的種類及溫度有關(guān).鋼珠在蓖麻油中運動一段時間后就以穩(wěn)定的速度下落，這一速度稱為收尾速度.

（1）實驗室的溫度為20.0℃ 時，蓖麻油的粘滯系數(shù)為0.986，請寫出它的單位.

（2）若鋼珠的半徑為2.00㎜，鋼珠的質(zhì)量為，在蓖麻油中所受的浮力為，求鋼珠在蓖麻油中的收尾速度.

（3）設(shè)量筒中蓖麻油的深度為H=40.0㎝，鋼珠從液面無初速釋放，下沉至剛要到達(dá)筒底時，因克服粘滯阻力而產(chǎn)生的熱量為多少？


【解析】

（1）因粘滯阻力，故有，其單位應(yīng)是

（2）鋼珠穩(wěn)定下落時，其所受向上粘滯阻力F與、mg平衡，有

　　　　　　　得：

（3）根據(jù)總能量守恒的方法：

鋼珠下落過程中損失的勢能 轉(zhuǎn)化為鋼珠的動能，以及與鋼珠同樣大小的油滴上升至液面處的動能和勢能，還有鋼珠克服粘滯阻力而產(chǎn)生的熱量Q，其中油滴重力.

　　　　  

　　　  　　


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示的輪軸,它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉(zhuǎn)動.輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線,線的一端系一重物,另一端系一質(zhì)量為的金屬桿.在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PO、EF,在QF之間連接有阻值為R的電阻,其余電阻不計.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直.開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端,將重物由靜止釋放,重物最終能勻速下降.運動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,忽略所有摩擦。

(1)若重物的質(zhì)量為M,則重物勻速下降的速度為多大?       

(2)對一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,重物的質(zhì)量M取不同的值,測出相應(yīng)的重物做勻速運動時的速度,可得出實驗圖線.圖20乙中畫出了磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為和時的兩條實驗圖線,試根據(jù)實驗結(jié)果計算與的比值。

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麥克斯韋在1865年發(fā)表的《電磁場的動力學(xué)理論》一文中揭示了電、磁現(xiàn)象與光的內(nèi)在聯(lián)系及統(tǒng)一性，即光是電磁波。

（1）一單色光波在折射率為1.5的介質(zhì)中傳播，某時刻電場橫波圖象如圖1所示.求該光波的頻率。

（2）圖2表示兩面平行玻璃磚的截面圖，一束平行于CD邊的單色光入射到AC界面上，a、b是其中的兩條平行光線。光線a在玻璃磚中的光路已給出。畫出光線b從玻璃磚中首次出射的光路圖.并標(biāo)出出射光線與界面法線夾角的度數(shù)。

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如圖1所示，一輕彈簧固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一高度且彈簧保持原長的A點無初速地釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物由A點擺向最低點的過程中：（    ）

A．重物的重力勢能減少；

B．重物的重力勢能增加；

C．重物的機(jī)械能不變；

D．重物的機(jī)械能減少。

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質(zhì)量為m1、m2的兩物體，靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的人站在m1上用恒力F拉繩子，經(jīng)過一段時間后，兩物體的速度大小分別為V1和V2，位移分別為S1和S2，如圖所示。則這段時間內(nèi)此人所做的功的大小等于：

A．FS2                            B．F(S1+S2) 

C．         D．

 

 

 

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如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，R1＝20 ，R2＝30 ，C為電容器。已知通過R1的正弦交流電如圖乙所示，則                           （     ）

A.交流電的頻率為0.02 Hz

B.原線圈輸入電壓的最大值為200 V

C.電阻R2的電功率約為6.67 W

D.通過R3的電流始終為零

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如圖a所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO′以角速度 逆時針勻速轉(zhuǎn)動。若以線圈平面與磁場夾角時（如圖b）為計時起點，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時電流方向為正。則下列四幅圖中正確的是      （    ）

 

 

 

 

 

 

 


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如圖所示，兩個質(zhì)量各為m1和m2的小物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，已知m1＞m2，現(xiàn)要利用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律。

（1）若選定物塊A從靜止開始下落的過程中進(jìn)行測量，則需要測量的物理量有_________。

①物塊的質(zhì)量m1、m2；

②物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間；

③物塊B下落的距離及下落這段距離所用的時間；

④繩子的長度。

（2）為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某小組同學(xué)對此實驗提出以下建議：

①繩的質(zhì)量要輕；

②在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長越好；

③盡量保證物塊只沿豎直方向運動，不要搖晃；

④兩個物塊的質(zhì)量之差要盡可能小。

以上建議中確實對提高準(zhǔn)確程度有作用的是_________。

（3）寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：______________________________________________________________________________。

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如圖所示，在研究平拋運動時，小球A沿軌道滑下，離開軌道末端（末端水平）時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落。改變整個裝置的高度H做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時落地，該實驗現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后（   ）

A．水平方向的分運動是勻速直線運動。

B．水平方向的分運動是勻加速直線運動。

C．豎直方向的分運動是自由落體運動。

D．豎直方向的分運動是勻速直線運動。

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