题目
液体中上浮的气泡,当其达到收尾速度时,气泡所受()A. 粘滞力等于浮力与重力之和B. 浮力超过粘滞力与重力之和C. 浮力等于粘滞力与重力之和D. 重力等于浮力与粘滞力之和E. 浮力等于零
液体中上浮的气泡,当其达到收尾速度时,气泡所受()
A. 粘滞力等于浮力与重力之和
B. 浮力超过粘滞力与重力之和
C. 浮力等于粘滞力与重力之和
D. 重力等于浮力与粘滞力之和
E. 浮力等于零
题目解答
答案
C. 浮力等于粘滞力与重力之和
解析
本题考查物体在液体中受力平衡的知识点。解题思路是先分析气泡在液体中受到的力,再根据收尾速度的特点来确定这些力之间的关系。
步骤一:分析气泡在液体中受到的力
当气泡在液体中上浮时,它受到三个力的作用:
- 浮力 $F_{浮}$:方向竖直向上,是由于液体对气泡上下表面的压力差产生的。
- 重力 $G$:方向竖直向下,是由于气泡自身的质量产生的。
- 粘滞力 $F_{粘}$:方向竖直向下,是液体对气泡运动的阻碍作用产生的。
步骤二:根据收尾速度的特点确定力的关系
收尾速度是指物体在运动过程中,当所受合力为零时,物体将做匀速直线运动,此时的速度就是收尾速度。
已知气泡达到收尾速度,说明气泡此时做匀速直线运动,根据牛顿第一定律,物体做匀速直线运动时所受合力为零,即 $F_{合}=0$。
在竖直方向上,合力 $F_{合}=F_{浮}-G - F_{粘}$,因为 $F_{合}=0$,所以可得 $F_{浮}-G - F_{粘}=0$,移项后得到 $F_{浮}=G + F_{粘}$,也就是浮力等于粘滞力与重力之和。