在研究球形固体颗粒在水中竖直匀速下沉的速度与哪些因素有关的实验中,得到的实验数据记录在下面的表格中(水的密度为ρ
0=1.0×10
3 kg/m
3)
次序
| 固体颗粒的半径 r/(×10–3) m
| 固体颗粒的密度 ρ/(kg·m–3)
| 匀速下沉的速度 v/(m·s–1)
|
1
| 0.50
| 2.0
| 0.55
|
2
| 1.00
| 2.0
| 2.20
|
3
| 1.50
| 2.0
| 4.95
|
4
| 0.50
| 3.0
| 1.10
|
5
| 1.00
| 3.0
| 4.40
|
6
| 0.50
| 4.0
| 1.65
|
7
| 1.00
| 4.0
| 6.60
|
①根据以上实验数据,推导球形固体颗粒在水中匀速下沉的速度与水的密度、固体的密度、固体颗粒的半径的关系表达式v=_________,比例系数可用k表示.
②对匀速下沉的固体颗粒作受力分析(浮力的大小等于排开液体的重力大小,固体颗粒的体积为4πr
3/3),结合(1)中v的表达式,设固体颗粒匀速运动时受到的阻力为f,写出f与v、r的关系式:f=_________.