实验表明:密度大于液体的固体球,在液体中开始时是竖直加速下沉,但随着下沉速度变大,其所受的阻力也变大,到一定深度后开始匀速下沉。下表是某兴趣小组在探究“固体球在水中竖直匀速下沉时的速度与哪些量有关”实验时得到的数据记录(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3 ,球的体积计算公式为V=4/3πr3)。
次序 |
固体球的半径 r/(×10-3m) |
固体球的密度 ρ/(×103kg•m-3) |
固体球匀速下沉的速度v/(m•s-1) |
1 |
0.5 |
2.0 |
0.55 |
2 |
1.0 |
2.0 |
2. 20 |
3 |
1.5 |
2.0 |
4.95 |
4 |
0.5 |
3.0 |
1.10 |
5 |
1.0 |
3.0 |
4.40 |
6 |
0.5 |
4.0 |
1.65 |
7 |
1.0 |
4.0 |
6.60 |
(1) 第1、2、3三组数据可知,因为阻力的原因,固体球在水中竖直匀速下沉时受到重力与浮力并不相等,重力与浮力之比恰好为 ;
(2) 由第1、2、3三组数据可知:密度相同的固体球在水中匀速下沉的速度与固体球的 成正比。
(3)若固体球的半径为2.0×10-3m,密度为3.0×103kg/m3,则其在水中匀速下沉的速度
是 m/s。
(4)对于固体球在水中从静止开始竖直下沉的过程,四位同学描述出了重力对固体球做功的功率与其下落时间关系的P-t图像如图所示,其中描述正确的是 ( )
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