题目内容
【题目】为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”,如图所示。在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”,“A鱼”竖直下潜hA后速度减小为零,“B鱼”竖直下潜hB后速度减小为零。“鱼”在水中运动时,除受重力外,还受到浮力和水的阻力。已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的10/9倍,重力加速度为g,“鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度。假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定,空气阻力不计。求:
(1)“A鱼”入水瞬间的速度vA1;
(2)“A鱼”和“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA∶fB。
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【答案】
,
【解析】
(1)“A鱼”在入水前做自由落体运动,有vA12-0=2gH ①
得:
②
(2)“A鱼”在水中运动时受重力、浮力和阻力的作用,做匀减速运动,
设加速度为aA,有:F合=F浮+fA-mg ③
F合=maA ④
0-vA12=-2aAhA ⑤
由题意:![]()
综合上述各式,得
⑥
考虑到“B鱼”的受力、运动情况与“A鱼”相似,有
⑦
综合⑥、⑦两式,得:![]()
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