假设体积相同的小球在空中下落时,受到的空气阻力与其运动的速度成正比.两个体积相同、重力分别为2牛和3牛的小球之间用短细线相连,细线强度足够大.现将这两个小球从漂浮在空中的气球上由静止开始自由释放,当两球匀速下降时,细线上的拉力为
A.0牛
B.0.5牛
C.1牛
D.2.5牛
B
由两球匀速下降分析,利用物体受力平衡的条件解答:
(1)以两球组成的系统为研究对象受力分析,求出小球受到的空气阻力;
(2)然后以其中一个小球为研究对象受力分析,求出细线的拉力.
解答:由题意知;当细线相连的两球一起匀速下降时,运动速度相等,因两小球体积相同,则每个球受的空气阻力相等,大小为f.
(1)以两小球组成的系统为研究对象,它们受竖直向下的重力G=2N+3N=5N,竖直向上的空气阻力2f作用,因两个小球匀速,由平衡条件得:G=2f,∴f===2.5N.
(2)以重为3N的小球为研究对象,它受竖直向下的重力G1=3N,竖直向上的空气阻力f,竖直向上的细线的拉力F的作用,在做匀速直线运动,
由平衡条件得:G1=F+f,
∴F=G1-f=3N-2.5N=0.5N.
故选B.
点评:本题考查了:受力分析,平衡条件的应用;充分理解题意,巧妙地选取两小球组成的系统为研究对象,进行受力分析,由平衡条件列方程,求出所受阻力是本题的难点;当两球匀速下降时,每个球所受外力都是合力为零是解答本题的关键.