题目内容

4.将一质量为1kg的物体以一定的初速度竖直向上抛出,假设物体在运动过程中所受空气阻力的大小恒定不变,其速度-时间图象如图所示,取g=10m/s2,求:
(1)物体受到的阻力大小.
(2)图中坐标x的值.

分析 (1)根据速度时间图线的斜率求出得出上升时物体的加速度大小,根据牛顿第二定律求出阻力的大小;
(2)根据牛顿第二定律求出下降的加速度,结合速度公式即可求出x的值.

解答 解:(1)物体向上做匀减速运动的加速度大小 a1=$\frac{△{v}_{1}}{△{t}_{1}}$=$\frac{22}{2}$=11m/s2
根据牛顿第二定律得,mg+f=ma1
解得阻力:f=ma1-mg=1×11-1×10=1N.
(2)物体下落过程有:mg-f=ma2
代入数据得:a2=9m/s2
物体下落的时间:t′=3-2=1s
所以末速度的大小:v′=a2t′=9×1=9m/s
由于下落时速度的方向向下,与初速度的方向相反,所以x的位置是-9m/s,即x的值是9.
答:(1)物体受到的阻力大小是1N.
(2)图中坐标x的值是9.

点评 本题考查了牛顿第二定律和速度时间图线的运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,知道图线的斜率表示加速度,图线与时间轴围成的面积表示位移.

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