题目
颗粒沉降过程分()阶段。A. 加速,减速B. 加速,等速C. 等速,减速D. 等速,加速
颗粒沉降过程分()阶段。
A. 加速,减速
B. 加速,等速
C. 等速,减速
D. 等速,加速
题目解答
答案
B. 加速,等速
解析
考查要点:本题主要考查颗粒在流体中沉降的运动规律,涉及重力、浮力、阻力的动态平衡过程。
解题核心思路:
颗粒初始静止时,重力大于浮力,产生向下的净力使其加速;随着速度增大,阻力逐渐增强,当阻力等于净力时,颗粒达到终端速度,进入匀速阶段。因此,沉降过程分为加速阶段和等速阶段。
破题关键点:
- 明确颗粒受力变化:重力、浮力恒定,阻力随速度变化。
- 理解加速度为零的条件:阻力与净力平衡时速度不再变化。
颗粒在流体中沉降时,受三个力作用:
- 重力($mg$):向下,由颗粒质量决定。
- 浮力($\rho_f V g$):向上,由流体密度决定。
- 阻力($f$):与速度相关,通常为$kv$(线性阻力)或$kv^2$(平方阻力)。
运动分析:
- 初始阶段:颗粒静止,阻力为零,净力$mg - \rho_f V g > 0$,颗粒加速下落。
- 速度增大:随着速度增加,阻力$f$逐渐增大。当$f = mg - \rho_f V g$时,合外力为零,颗粒达到终端速度,此后匀速运动。
因此,沉降过程分为加速阶段(速度逐渐增大)和等速阶段(匀速下降)。