(2010•成都三模)近年,植被的严重破坏导致我国北方“沙尘暴”频发,现将沙尘上扬后的情况简化如下;风速竖直向上,设为v
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解题思路:(1)在地面附近,沙尘扬起要能悬浮在空中,则空气阻力至少应与重力平衡.应用平衡条件列式求解.

(2)设出最大高度h,表示出此处空气密度,再由平衡条件列式计算即可.

(1)沙尘悬浮时受力平衡,根据平衡条件,有:mg=f

其中:m=ρ沙V=ρ沙×

4

3πR3

由题意知:f=αρ0Av2,A=πR2

联立以上四式得:v=

4Rρ沙g

3αρ0=

4×0.24×10−3×3000×10

3×0.5×1.2=4m/s

(2)设最大高度为h,沙尘悬浮时受力平衡,有:

mg=f

其中:m=ρ沙V=ρ沙×

4

3πR3

由题意知:f=αρAv2,A=πR2ρ=ρ0(1-kh)

联立各式并代入数据,解得:v=5m/s时,h=300m

答:(1)发生沙尘暴时地面附近的最小风速为4m/s;

(2)沙尘扬起后悬浮的最大高度为300m.

点评:

本题考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.

考点点评: 本题为一个理论联系实际的题目,本质上是平衡条件的应用问题,但难点是怎样把题目中的情景与学习的理论知识联系起来,同时运算要有耐心.