Question

【题目】某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为x.比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点．整个过程中球一直保持在球拍中心不动．比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0，如图所示．设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g.

(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k；

(2)求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式；

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

(1) 在匀速运动阶段，有

mgtanθ0=kv0

得：

(2) 加速阶段，设球拍对球的支持力为N′，有

N′sinθ-kv=ma

N′cosθ=mg

解得：