Question

20．實(shí)驗(yàn)表明：密度大于液體的固體球，在液體中開(kāi)始時(shí)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(kāi)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(shí)驗(yàn)時(shí)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3.0×10³kg/m³，則此球勻速下降時(shí)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，則其在水中勻速下沉的速度是17.6m/s．

Answer 1

分析 （1）物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到平衡力的作用，這兩個(gè)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�。�

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(shí)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(gè)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(gè)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；
故答案為：（1）是； 等于； （2）半徑平方； （3）17.6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查知識(shí)點(diǎn)比較多，考查了物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況，運(yùn)用了控制變量法找規(guī)律，以及對(duì)圖象的分析，主要考查學(xué)生對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的靈活運(yùn)用能力．