Question

 如图所示，将一颗小钢珠由静止释放到盛有蓖麻油的量筒中，下落不久钢珠就开始作匀速直线运动.（量筒中为什么不放清水而用蓖麻油？这是因为蓖麻油的密度虽小于清水，但它对钢珠产生的粘滞阻力却大大超过清水）

1845年英国物理学家和数学家斯·托克斯（S.G.Stokes）研究球体在液体中下落时，发现了液体对球体的粘滞阻力与球的半径、速度及液体的种类有关，有,其中物理量η为液体的粘滞系数，它与液体的种类及温度有关.钢珠在蓖麻油中运动一段时间后就以稳定的速度下落，这一速度称为收尾速度.

（1）实验室的温度为20.0℃ 时，蓖麻油的粘滞系数为0.986，请写出它的单位.

（2）若钢珠的半径为2.00㎜，钢珠的质量为，在蓖麻油中所受的浮力为，求钢珠在蓖麻油中的收尾速度.

（3）设量筒中蓖麻油的深度为H=40.0㎝，钢珠从液面无初速释放，下沉至刚要到达筒底时，因克服粘滞阻力而产生的热量为多少？

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

【答案】

 【解析】

（1）因粘滞阻力，故有，其单位应是

（2）钢珠稳定下落时，其所受向上粘滞阻力F与、mg平衡，有

　　　　　　　得：

（3）根据总能量守恒的方法：

钢珠下落过程中损失的势能 转化为钢珠的动能，以及与钢珠同样大小的油滴上升至液面处的动能和势能，还有钢珠克服粘滞阻力而产生的热量Q，其中油滴重力.