Question

實驗表明：密度大于液體的固體球，在液體中開始時是豎直加速下沉，但隨著下沉速度變大，其所受的阻力也變大，到一定深度后開始勻速下沉．下表是某興趣小組在探究“固體球在水中豎直勻速下沉?xí)r的速度與哪些量有關(guān)”實驗得到的數(shù)據(jù)記錄（水的密度ρ_水=1.0×10³kg/m³）．

次序	固體球的半徑 r/（×10-3m）	固體球的密度 ρ/（×103kg?m-3）	固體球勻速下沉的速度v/（m?s-1）
1	0.5	2.0	0.55
2	1.0	2.0	2.20
3	1.5	2.0	4.95
4	0.5	3.0	1.10
5	1.0	3.0	4.40
6	0.5	4.0	1.65
7	1.0	4.0	6.60

（1）固體球在水中豎直勻速下沉?xí)r受到的力

是

（填“是”或“不是”）平衡力；若固體球的半徑為0.5×10^-3m，密度為2.0×10³kg/m³，則此球勻速下降時所受到的浮力
F_浮與阻力f的大小關(guān)系為F_浮

等于

f（填“大于”“等于”或“小于”）．
（2）由第1、2、3三組數(shù)據(jù)可知：密度相同的固體球在水中勻速下沉的速度與固體球的

半徑平方

成正比．
（3）若固體球的半徑為2.0×10^-3m，密度為3.0×10³kg/m³，則在水中勻速下沉的速度是

17.6

_m/s．
（4）對于固體球在水中從靜止開始豎直下沉的過程，四位同學(xué)描述出了重力對固體球做功的功率與其下落時間關(guān)系的P-t圖象如圖所示，其中描述正確的是

D

．

Answer 1

分析：（1）物體勻速運動時受到平衡力的作用，這兩個力，大小相等，方向相反，作用在同一條直線上；
（2）分析固體下沉?xí)r的速度和固體的半徑，可以找出規(guī)律；
（3）根據(jù)固體球在水中勻速下沉的速度與固體球的半徑的關(guān)系，可以求出速度的大��；
（4）在液體中開始時是豎直加速下沉，所以功率逐漸變大，當(dāng)受到的阻力越來遠大，最后變?yōu)閯蛩龠\動，此時功率大小不再改變．

解答：解：（1）固體球在水中豎直勻速下沉?xí)r受到的力是平衡力；此球勻速下降時所受到的浮力F_浮與阻力f大小相等；
（2）分析123組數(shù)據(jù)可以知道固體球下落的速度與球半徑的平方的比值是一個定值，為2.2；
（3）當(dāng)密度為3.0×10³kg/m³，固體球下落的速度與球半徑的平方的比值是一個定值，為4.4；
在水中勻速下沉的速度v=（2.0×10^-3）²×4.4m/s=17.6m/s；
（4）開始加速下落時功率越來越大，當(dāng)速度大小不變時，功率將保持不變，故選D．
故答案為：（1）是； 等于； （2）半徑平方； （3）17.6； （4）D．

點評：本題考查知識點比較多，考查了物體做勻速運動時的受力情況，運用了控制變量法找規(guī)律，以及對圖象的分析，主要考查學(xué)生對所學(xué)物理知識的靈活運用能力．