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        1. 我國(guó)北方地區(qū)近年來遭遇嚴(yán)重的沙塵暴天氣,現(xiàn)把沙塵上揚(yáng)后的情況簡(jiǎn)化為如下情景:v為豎直向上的風(fēng)速,沙塵顆粒被揚(yáng)起后懸浮在空中(不動(dòng)),這時(shí)風(fēng)對(duì)沙塵的作用力相當(dāng)于空氣不動(dòng)而沙塵以速度 v豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力。此阻力可用下式表達(dá)其中為一系數(shù),A 為沙塵顆粒的截面積,為空氣密度。(球體體積

             (1)若沙粒的密度,沙塵顆粒為球形,半徑為r,地球表面處空氣密度,試估算在地面附近上述v的最小值。

             (2)假定空氣密度隨高度h的變化關(guān)系為其中h處的空氣密度,C為一常量,試估算當(dāng)、揚(yáng)沙穩(wěn)定時(shí)的最大高度。(不考慮g隨高度的變化)

          (1)

          (2)


          解析:

          (1)沙粒懸浮在空中,所受阻力與重力平衡,即:

                 ………………①

                 ………………②

                 ………………③

                 ………………④

             (2)由于高度增加,空氣密度減小,故當(dāng)速度為時(shí),隨著沙粒的上升,沙粒所受阻力減小,當(dāng)沙粒所受阻力與重力平衡時(shí),沙粒懸浮在空中不再上升,此時(shí)揚(yáng)沙高度最大:

             

             

                 ………………⑤

                 ………………⑥

              評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):①⑤式各3分,②③式各2分,④⑥式各1分。

          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          我國(guó)北方地區(qū)近年來遭遇嚴(yán)重的沙塵暴天氣,現(xiàn)把沙塵上揚(yáng)后的情況簡(jiǎn)化為如下情景:v為豎直向上的風(fēng)速,沙塵顆粒被揚(yáng)起后懸浮在空中(不動(dòng)),這時(shí)風(fēng)對(duì)沙塵的作用力相當(dāng)于空氣不動(dòng)而沙塵以速度v豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力.此阻力可用下式表達(dá)f=aρAv2其中a為一系數(shù),A 為沙塵顆粒的截面積,ρ為空氣密度.(球體體積V=
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          πR3
          (1)若沙粒的密度ρ5,沙塵顆粒為球形,半徑為r,地球表面處空氣密度ρ0,試估算在地面附近上述v的最小值.
          (2)假定空氣密度ρ隨高度h的變化關(guān)系為ρ=ρ0(1-Ch)其中ρ0為h=0處的空氣密度,C為一常量,試估算當(dāng)v=v0、揚(yáng)沙穩(wěn)定時(shí)的最大高度.(不考慮g隨高度的變化)

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          近幾年,我國(guó)北方地區(qū)多次遭遇沙塵暴天氣.現(xiàn)把沙塵上揚(yáng)后的情況簡(jiǎn)化為如下情境:v為豎直向上的風(fēng)速,沙塵顆粒被揚(yáng)起后懸浮在空中(不動(dòng)),這時(shí)風(fēng)對(duì)沙塵的作用力相當(dāng)于空氣不動(dòng)而沙塵以速度v向下時(shí)所受的阻力,此阻力可表示為:f=aρAv2,其中a為一系數(shù),A為沙塵顆粒截面積,ρ為空氣密度.計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字.
          (1)若沙粒的密度ρs=2.8×103㎏/m3,沙塵顆粒為球形,半徑r=2.5×10-4m,地球表面處空氣密度ρ0=1.25㎏/m3,a=0.45,試估算在地面附近沙塵揚(yáng)起的v值.
          (2)假定空氣密度ρ隨高度h的變化關(guān)系為ρ=ρ0(1-Ch),其中ρ0為h=0處的空氣密度,C為一常數(shù),C=1.2×10-4/m-1,試估算當(dāng)v=9.0m/s時(shí)揚(yáng)塵的最大高度.(不考慮重力加速度隨高度的變化,g取10m/s2

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          科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

          由于對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞,地表土裸露,大片土地沙漠化,加上春季干旱少雨,所以近年來我國(guó)北方地區(qū)3,4月份揚(yáng)塵天氣明顯增多.由于南下的冷空氣所帶來的大風(fēng),席卷了我國(guó)從新疆到沿海的北方大部分地區(qū),出現(xiàn)罕見的沙塵暴天氣.據(jù)環(huán)保部門測(cè)定,在北京地區(qū)沙塵暴嚴(yán)重時(shí),最大風(fēng)速達(dá)到12m/s,同時(shí)大量的微粒在空中懸浮.

            根據(jù)光的散射知識(shí)我們知道,從太陽發(fā)出的白光在空中經(jīng)微粒散射后射向地面,在地面上的人看天空時(shí),看到的是散射光.如果空中的微粒直徑比光的波長(zhǎng)小得多,散射光的強(qiáng)度跟光的波長(zhǎng)的四次方成反比.在白天雨過天晴后,由于空中的微粒很小,太陽發(fā)出的可見光中藍(lán)、紫光的波長(zhǎng)最短,被散射得最明顯,所以看到的天空呈藍(lán)色.當(dāng)空中懸浮的微粒直徑d與入射光的波長(zhǎng)λ之比d/λ>0.5時(shí),不同色光的散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系不大,所以在空中懸浮微粒較大時(shí),即使是在晴好的白天我們也很難看到藍(lán)天.晴天的條件下發(fā)生沙塵暴時(shí),我們不能看到藍(lán)天,就是這個(gè)原因.

          (1)若在晴朗的白天出現(xiàn)了沙塵天氣,使得天空不再呈蔚藍(lán)色,設(shè)可見光的平均波長(zhǎng)為5.0×m,求沙塵天氣時(shí)空中懸浮微粒的直徑至少多大?

          (2)沙塵暴使空氣中的懸浮微粒的最高濃度達(dá)到5.8×,懸浮微粒的密度為2.0×,其中懸浮微粒的直徑小于m的稱為“可吸入顆粒物”,對(duì)人體的危害最大.北京地區(qū)出現(xiàn)上述沙塵暴時(shí),設(shè)懸浮微粒中總質(zhì)量的1/50為可吸入顆粒物,并認(rèn)為所有可吸入顆粒物的平均直徑為5.0×,求1.0的空氣中所含可吸入顆粒物的數(shù)量是多少?(計(jì)算時(shí)把可吸入顆粒物視為球形,計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

          (3)沒有沙塵暴時(shí),風(fēng)能是可以利用的清潔能源,利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電就是利用風(fēng)能的有效途徑.已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)將空氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為40%,空氣的密度為1.3kg/,某風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)車的有效受風(fēng)面積為5.0,此風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速為10m/s時(shí)的輸出電功率為多大?

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          科目:高中物理 來源: 題型:解答題

          我國(guó)北方地區(qū)近年來遭遇嚴(yán)重的沙塵暴天氣,現(xiàn)把沙塵上揚(yáng)后的情況簡(jiǎn)化為如下情景:v為豎直向上的風(fēng)速,沙塵顆粒被揚(yáng)起后懸浮在空中(不動(dòng)),這時(shí)風(fēng)對(duì)沙塵的作用力相當(dāng)于空氣不動(dòng)而沙塵以速度v豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力.此阻力可用下式表達(dá)f=aρAv2其中a為一系數(shù),A 為沙塵顆粒的截面積,ρ為空氣密度.(球體體積V=數(shù)學(xué)公式πR3
          (1)若沙粒的密度ρ5,沙塵顆粒為球形,半徑為r,地球表面處空氣密度ρ0,試估算在地面附近上述v的最小值.
          (2)假定空氣密度ρ隨高度h的變化關(guān)系為ρ=ρ0(1-Ch)其中ρ0為h=0處的空氣密度,C為一常量,試估算當(dāng)v=v0、揚(yáng)沙穩(wěn)定時(shí)的最大高度.(不考慮g隨高度的變化)

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