Question

【題目】物體從高處下落時(shí)，會(huì)受到空氣的阻力，對(duì)于不同的物體，所受的阻力大小也不同�？諝庾枇εc物體的速度、迎風(fēng)面的大小及形狀等因素有關(guān)。某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的用光電門測(cè)定鋼球下落時(shí)受到的阻力的實(shí)驗(yàn)裝置。直徑為d、質(zhì)量為m的小鋼球從某高度下落的過程中先后通過光電門A、B，計(jì)時(shí)裝置測(cè)出鋼球通過A、B的時(shí)間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，測(cè)出兩光電門間的距離為H，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g。

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼球直徑如圖所示，讀數(shù)為__________ mm；

(2)鋼球下落過程中受到空氣的平均阻力Ff=_______用題中所給物理量符號(hào)來表示)；

(3)本題“用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度”，但從嚴(yán)格意義上講是不準(zhǔn)確的，實(shí)際上鋼球通過光電門的平均速度_______(選填“>”或“<”)鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。

Answer 1

【答案】 10.50 <

【解析】試題分析：根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出鋼球通過兩個(gè)光電門的速度，結(jié)合速度位移公式求出加速度，根據(jù)牛頓第二定律求出空氣的平均阻力．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律判斷實(shí)際上鋼球通過光電門的平均速度與鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。

(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：10 mm，游標(biāo)尺上第10個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為0.05×10 mm=0.50 mm，所以最終讀數(shù)為：(10＋0.50) mm=10.50 mm；

(2)根據(jù)平均速度公式可得，小球經(jīng)過兩光電門的速度分別為；，在下落h過程中，由速度和位移關(guān)系可知， ，再由牛頓第二定律可知，

解得阻力

(3)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，鋼球通過光電門的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，而球心通過光電門的中間位移的速度大于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，因此鋼球通過光電門的平均速度小于鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度。