2025年暑假作业安徽教育出版社八年级物理通用版S第17页答案
空气阻力
在赛车界有这么一句话:“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。物体在空气中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫作空气阻力。空气阻力的大小与物体的运动速度有关,速度越大,阻力越大。空气阻力的大小还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大。此外,空气阻力的大小跟物体的形状也有关系,头圆尾尖的物体受到的阻力较小。某物体,以雨滴为例,从高空由静止下落,速度会越来越大,它所受的空气阻力也会越来越大。下落一段距离后,雨滴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。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)飞机为了减小阻力,应做成________的形状。
(2)雨滴在高空形成后从静止开始下落,其速度越来越大,是由于它受到的重力________(选填“大于”“小于”或“等于”)空气阻力。结合材料分析,若下落过程中雨滴受到的重力消失,雨滴将________(填字母)。
A. 静止 B. 做匀速直线运动
C. 先下降后静止 D. 先下降后上升
(3)当雨滴受到的阻力________(选填“大于”“小于”或“等于”)重力时,雨滴的速度达到收尾速度。
(4)若雨滴下落时受到的空气阻力仅与其速度的平方成正比,即f = kv²,其中k = 1×10⁻⁴N/(m·s⁻¹)²,请问,一个质量为0.16g的雨滴下落时的收尾速度为________m/s。(g取10N/kg)

答案

【解析】:
(1)由材料可知,头圆尾尖的物体受到的阻力较小,所以飞机为了减小阻力,应做成头圆尾尖的形状。
(2)雨滴从静止开始下落,速度越来越大,说明雨滴受到非平衡力的作用,且合力方向向下,因为雨滴受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,所以重力大于空气阻力。若下落过程中雨滴受到的重力消失,此时雨滴只受到空气阻力,由于雨滴具有向下的速度,在空气阻力的作用下,雨滴速度会逐渐减小,最终静止,即先下降后静止,选C。
(3)当雨滴做匀速直线运动时,速度达到收尾速度,此时雨滴处于平衡状态,受到的重力和空气阻力是一对平衡力,大小相等。
(4)当雨滴达到收尾速度时,重力等于空气阻力,即$G = f$。已知$m = 0.16g=0.16\times10^{-3}kg$,$g = 10N/kg$,根据$G = mg$可得$G=0.16\times10^{-3}kg\times10N/kg = 1.6\times10^{-3}N$。又因为$f = kv^{2}$,$k = 1\times10^{-4}N/(m\cdot s^{-1})^{2}$,且$G = f$,所以$1.6\times10^{-3}N=1\times10^{-4}N/(m\cdot s^{-1})^{2}\times v^{2}$,解得$v = 4m/s$。
【答案】:(1)头圆尾尖;(2)大于;C;(3)等于;(4)4