金钥匙赛题解析:小雨滴VS大雨滴

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  金钥匙赛题解析:
  小雨滴VS大雨滴
  有一天,天气预报本来是小雨,结果小雨很快转变成暴雨,由此引起同学们争论大雨滴、小雨滴谁落得快,还是同样快的问题。请你也来参加讨论,并说明道理。
  参考答案:大雨滴落得快。
  因为雨滴下落时受两个力作用:一是雨滴的重力,方向向下;二是空气阻力,方向向上。空气的阻力与雨滴的横截面积成正比,且随雨滴下落速度的增加而增加。当阻力与重力相等时,雨滴将匀速下降,这个速度叫极限速度。
  当雨滴增大时,雨滴的重力是与雨滴半径的3次方成正比,而阻力是与雨滴半径的2次方成正比。也就是说,雨滴增大时,雨滴重力的增加要比空气阻力的增加大得多,它所获得的极限速度要比小雨滴大。所以,大雨滴下落速度快。
  冷暖自知
  如果用热水冲淋一只玻璃杯子,并在杯里留少许热水。然后把杯子迅速反扣在玻璃桌面上。这时,朝杯子轻轻地吹风或用羽毛推它,玻璃杯便鬼使神差似地在桌面上轻松地滑行起来,就像滑冰一样,几乎没有什么摩擦力。请问:
  (1)玻璃杯为什么能在桌面上轻松地滑行?
  (2)如果往正在轻松滑行的玻璃杯上浇上一些冷水,可能发生什么现象?请说明理由。
  参考答案:
  (1)杯中残留热水的热量使杯内空气膨胀,在玻璃杯和桌面接触处形成一层薄薄的水膜和“气垫”,杯子和桌面之间的摩擦力变得很小,于是能轻松滑行。
  (2)玻璃杯滑行速度明显下降,并逐渐停止。原因:冷水使玻璃杯内空气受冷,空气体积收缩,杯口与桌面间的“气垫”消失,摩擦力变大,不能再轻松滑行。
  (此题为2011年“金钥匙”科技竞赛初中个人初赛综合应用题)
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