题目内容
【题目】一水池水深H=0.8 m.现从水面上方h=0.8 m高处由静止释放一质量为m=0.1 kg的硬质球体,测得球体从释放到落至水池底部用时t=0.6 s.已知球体直径远小于水池深度,不计空气及水的阻力,取g=10 m/s2,求:
(1)通过计算判断球体在水中做什么运动?
(2)从水面上方多高处静止释放小球,才能使小球落至池底所用时间最短。
(3)在第(2)问条件下,请计算出最短时间的数值。
【答案】(1)匀速运动 (2)0.4 m (3)s
【解析】
(1)设小球落至水面所用时间为t1,在水中运动做匀变速运动,加速度为a,则
h=gt12,v=gt1,H=v(t-t1)+a(t-t1)2
解得a=0,则小球在水中做匀速运动.
(2)设释放点距水面距离为s,则
ts=,vs=,t′=+
由数学知识知,当
=
时t′最小,即
s==0.4 m
(3)最短时间
tmin=+=
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