题目内容

以30 m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为100 g的物体,2 s后到达最大高度,空气阻力大小始终不变,g取10 m/s2.问:

(1)运动中空气对物体的阻力大小是多少?

(2)物体落回原地时的速度有多大?

答案:
解析:

  解:(1)小球在上升过程和下降过程中的受力情况如图所示.取竖直向上的方向为正方向,设小球向上运动时的加速度为a1,则由v=v0+at有

  a1=-v0/t=-30/2 m/s2=-15 m/s2,负号表示a1的方向竖直向下.由牛顿第二定律-(mg+f)=ma1

  所以f=0.5 N,即运动中空气对物体的阻力大小为0.5 N.

  (2)物体抛出后上升的最大高度h=-v02/2a1=30 m

  由牛顿第二定律,下降过程中物体加速度为a2=-(mg-f)/m=-5 m/s2

  负号表示方向向下

  由v2=2a2(-h)可得

  负号表示速度方向向下,即物体落回原地时速度大小为17.3 m/s.


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