雨滴的终极速度与沙里淘金

 2003年普通高等学校招生全国统一考试物理新课程卷第15题是求雨滴在无风情况下终极速度的计算题,该题不仅物理情景新颖,而且还给出了中学阶段没有学习的新公式(球形雨滴缓慢匀速平动时所受到的阻力f=krv),有利于考查考生提取、运用有用信息的分析综合能力和知识的迁移能力。本文就谈一谈雨滴的终极速度及其应用---沙里淘金。一、物体在粘滞流体中运动受到的阻力粘滞阻力物体在粘滞性流体中运动时,由于物体表面附着一层流体,这层流体被物体带走,从而造成物体表面附近的流体有一定的速度梯度,流层之间有内摩擦力,因而物体也受到内摩擦阻力的作用,这种由流体的粘滞性直接引起的阻力叫做粘滞阻力。     

对恒定功率汽车运动过程的分析

在考虑空气阻力的影响下, 对汽车以恒定输出功率加速行驶的过程进行了分析, 得到了汽车运动的微 分方程, 且得到其终极速度随着功率的增大而增大, 阻力系数的减小而减小的结论, 进而对该理论进行了数值模拟 和进一步讨论, 得到功率越大, 质量越小的汽车, 百公里加速时间越短, 与空气阻力系数无关的结论     

用落球法测液体粘度计时起点的确定

根据斯托克斯定律和牛顿第二定律导出了小球到达终极速度半,小球的运动距离与速度之间的函数关系,从理论上对计时起点的确定给予了证明,并讨论了小球半径的合理取值。     

雾霾产生的一种可能原因

运用物理学知识, 给出雾霾产生的一种可能原因     

终极速度的获得

导出了达到终极速度以前，速度随时间的函数关系，并对此作了一些讨论。     

对"自由落体运动"问题的再认识

对空气中的“自由落体运动”问题分别从定性、半定量以及定量的角度进行研究,深入浅出地阐释了自由落体运动“重物比轻物下落快”的规律。     

落球法测液体的粘性系数的研究

导出并讨论小球达到终极速度时，下落的距离与小球直径之间的关系，根据斯托克斯定律和雷诺数，导出满足实验条件的小球直径的范围。     

落球法测液体黏度的深入研究

利用流体力学的知识对小球下落计时起点的确定进行理论推导, 并给出了达到终极速度之前小球运动 的距离与速度之间的函数关系, 以及不同半径的小球达到终极速度时其半径与下落距离的关系     

水平布置等径气泡上升运动数值模拟分析

采用FTM(Front Tracking Method)方法,使用Fortran语言自编程序,对气泡上升运动进行数值模拟,并且选用小气泡作为研究对象,忽略气泡变形对气泡运动的影响。通过对比分析1~4个气泡的流场与运动速度变化,发现气泡间相互作用主要受流场变化的影响,由于双气泡的漩涡抵消和尾迹合并作用,双气泡的终极速度要比单气泡小,而三个气泡和四个气泡向上运动时中间气泡超越两侧气泡之后逐渐表现为单气泡和双气泡的运动特性,但发展到终极速度的时间更长。