Question

如图1中的“翔凤”是我国第一次完全自主设计并制造的支线飞机．于2008年11月28日试飞首飞1h获得了成功，并计划在2009年开始逐步投入规模化生产．
（1）翔凤支线客机使用的是喷气式发动机，其原理是：将吸入的空气与燃油混合，点火爆炸后膨胀产生高速空气向后喷出，发动机将空气向后喷出时推动飞机向前运动．这是因为________．
（2）飞机的升力是由于机翼上、下表面出现了压力差，垂直于相对气流方向的压力差的总和就是机翼的升力．这样飞机借助机翼上获得的升力克服地球引力，从而翱翔在蓝天上了．飞机机翼导流板横截面的形状是图2中的________．

（3）飞机在飞行过程中会受到空气阻力，气体和液体总称为流体．由于流体的粘滞性，使得在流体中运动的物体要受到流体阻力．在一般情况下，半径为R的小球以速度为v运动时，所受的流体阻力的大小可用公式f=6πηRv表示（η为流体的粘滞系数，已知球的体积公式是V=4πR³/3）．
①你认为流体的粘滞系数η可能与流体的________有关；
②密度为ρ、半径为R的小球在密度为ρ₀、粘滞系数为η的液体中由静止自由下落时的v-t图象如图3所示，根据你所学过的相关知识判断：此时的小球受到的力分别是________；
③根据以上分析请推导出速度v_r的数学表达式．

Answer 1

解：
（1）火箭向后喷出气流，火箭对气流有向后的力，由于力的作用是相互的，气流对火箭有向前的力的作用，从而推动火箭前进；
（2）飞机的机翼的设计应该有利于飞机的起飞，即有利于飞机受到向上的升力作用，故据压强与流速的关系不难看出，机翼下方的空气流速应该小，压强大；机翼上方的空气流速大，压强小，从而使得机翼受到向上的升力，故分析四个选项不难看出D是正确的；
（3）①流体的粘滞系数可能跟浓度、粘稠度、液体种类、密度有关；
②小球在流体中下落时受重力、浮力和阻力的作用；
③小球受到的重力：G=mg=ρVg=πR³ρg；
小球所受浮力：F_浮=ρ₀Vg=πR³ρ₀g；
小球所受流体阻力：f=6πηRv．
由图象可知，当小球速度达到v_r时便匀速下落，处于平衡状态，此时小球所受合力为零，则G=F_浮+f．
即：πR³ρg=πR³ρ₀g+6πηRvr．
化简可得：v_r=．
故答案为：
（1）物体间力的作用是相互的；
（2）D；
（3）①浓度（或粘稠度，液体种类或密度）；
②重力、浮力、流体阻力；
③速度v_r的数学表达式为v_r=
分析：（1）喷气飞机向后喷出气体，给气流有一个向后的力的作用，故此时根据物体间力的作用是相互的进行解释即可；
（2）流线型在空中飞行，产生向上的力还是向下的力，主要比较上下的压强，即比较上下的空气流速；
（3）①由于流体的粘滞性，使得在流体中运动的物体要受到流体阻力，所以粘滞系数可能跟浓度、粘稠度、液体种类、密度有关；
②对小球进行受力分析，它在流体中下落受到重力、浮力和阻力的作用；
③由图形分析可知，当小球速度达到v_r时便匀速下落，处于平衡状态，G=F_浮+f．将数据代入公式化简即可．
点评：本题实际上是一道大型的计算题，并且计算公式是课本上没有接触到的，题目的难度较大，它考查了学生的自学能力以及对新知识的整合能力、计算能力等各方面的能力．