问题 问答题

竖直向上抛出一个物体,物体上升到最高点又落回原处,如果上升和下降过程中,物体受到的空气阻力恒定不变,物体上升过程中的加速度大小为a1,上升所用时间为t1,物体下降过程中的加速度大小为a2,下降所用时间为t2,试比较a1、a2和t1、t2的大小,并通过推导说明原因.

答案

物体向上运动时,受力分析如图所示:

根据牛顿运动定律:mg+f=ma1,解得a1=

mg+f
m
  

物体向下运动时,受力分析如图所示:

根据牛顿运动定律:mg-f=ma2,解得a2=

mg-f
m
   

所以:a1>a2

对上升的过程采用逆向思维,有:s1=

1
2
a1t12,则t1=
2s1
a1

下降的过程有:s2=

1
2
a2t22,则t2=
2s2
a2

因为s1=s2,则t1<t2

答:上升的加速度大于下降的加速度,上升的时间小于下降的时间.

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