题目内容
6.气球以6m/s的速度匀速上升,当升到离地面14.5m高时,气球上一质量为0.5kg的物体与气球脱离,物体再向上运动0.5s,速度减为0,设物体在运动过程中受到的空气阻力大小恒定,g取10m/s2,求:(1)物体所受空气阻力大小;
(2)物体落地时速度大小.
分析 (1)研究物体与气球脱离后的运动过程,物体向上做匀减速运动,受到重力和空气阻力,根据速度时间公式求得加速度,再由牛顿第二定律求出空气阻力.
(2)根据位移公式求出物体与气球脱离后上升的高度,从而物体离地的最大高度.由牛顿第二定律求出物体下落时的加速度,由速度位移公式求物体落地时速度大小.
解答 解:(1)设物体所受空气阻力大小为f,物体与气球脱离后加速度大小为a.
根据速度公式得 0=v0-at,得 a=$\frac{{v}_{0}}{t}$=$\frac{6}{0.5}$=12m/s2.
根据牛顿第二定律得 mg+f=ma
得 f=1N
(2)物体匀速上升的高度为 h1=14.5m
物体与气球脱离后上升的高度为 h2=$\frac{{v}_{0}t}{2}$=$\frac{6×0.5}{2}$=1.5m
设物体下落时加速度为a′,根据牛顿第二定律得:mg-f=ma′
得 a′=8m/s2.
由v2=2a′(h1+h2)得物体落地时速度大小为:v=16m/s
答:(1)物体所受空气阻力大小是1N;
(2)物体落地时速度大小是16m/s.
点评 本题要分析清楚物体的运动过程,明确受力情况是解题的关键,应用牛顿第二定律与运动学公式可以解题.
练习册系列答案
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14.
如图所示,长为L的长木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m的小物块,现缓慢地抬高A端,使木板以左端为轴转动,当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动,此时停止转动木板,小物块滑到底端的速度为v,则在整个过程中( )
| A. | 支持力对小物块做功为mgLsinα | |
| B. | 支持力对物块做功为0 | |
| C. | 摩擦力对小物块做功为mgLsinα | |
| D. | 滑动摩擦力对小物块做的功 $\frac{1}{2}$mv2+mgLsinα |
15.物体沿直线运动的v-t关系如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,则( )
| A. | 从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W | |
| B. | 从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2W | |
| C. | 从第5秒末到第7秒末合外力做功为W | |
| D. | 从第3秒末到第4秒末合外力做功为-2W |