从地面上以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球,若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系,球运动的速率随时间变化规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地
◎ 题目
从地面上以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球,若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系,球运动的速率随时间变化规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1,且落地前球已经做匀速运动.求: (1)球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功; (2)球抛出瞬间的加速度大小; (3)球上升的最大高度H. |
◎ 答案
(1)由动能定理得 Wf=
克服空气阻力做功 W=-Wf=
(2)空气阻力f=kv 落地前匀速运动,则mg-kv1=0 刚抛出时加速度大小为a0,则 mg+kv0=ma0 解得a0=(1+
(3)上升时加速度为a,-(mg+kv)=ma a=-g-
取极短△t时间,速度变化△v,有: △v=a△t=-g△t-
又v△t=△h 上升全程∑△v=0-v0=-g∑△t-
则v0=gt1+
H=
答:(1)球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功为
(2)球抛出瞬间的加速度大小为(1+
(3)球上升的最大高度H为 |