雨滴从高空下落,到达地面的速度通常仅为几米每秒。雨滴的运动模型可视为球状物体在有空气阻力的空间中由静止开始下落的运动,空气阻力可近似为f=kπr2v2,其中k为比例系数,r为球体半径,v为球体速度。在下落过程中,雨滴速度随时间的变化规律近似如图。忽略雨滴间的相互作用,雨滴质量不变,重力加速度为g。
(1)雨滴达到收尾速度之前做 加速加速运动,达到收尾速度之后做 匀速匀速运动(均选填“加速”、“减速”或“匀速”);
(2)若雨滴从距地面为H的高空落下,雨滴的半径为r、密度为ρ,求雨滴的收尾速度和雨滴下落到地面的过程中克服阻力做的功(球的体积公式:V=43πr3);
(3)若某次降雨,H约为1000m,雨滴密度ρ约为1.0×103kg/m3,k约为0.258kg/m3,g=10m/s2。试估算一颗直径为1mm的雨滴下落到地面的过程中,重力势能减少量与动能增加量的比值。
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【答案】加速;匀速
【解答】
【点评】
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