问题
计算题
质量为2 kg的小球,以30 m/s的速度竖直上抛,经过2.5s到达最高点(g取10 m/s2),求:
(1)小球在上升过程中受到空气的平均阻力;
(2)小球上升的最大高度;
(3)若小球在空气中的阻力大小不变,小球落回到抛出点的速度。
答案
解:(1)以初速度方向为正方向,由速度公式v=v0+a1t 得,小球上升时的加速度a1==-12 m/s2
根据牛顿第二定律知ma1=-mg+Ff
所以阻力Ff=ma1+mg=-4 N,负号表示阻力方向向下
(2)由-v02=2a1h得,上升的最大高度h=m=37.5 m
(3)小球下落时的合力大小F合=mg+Ff
根据牛顿第二定律,小球下落时的加速度大小
根据公式v2=2a2h,小球落回到抛出点的速度大小m/s≈24.5 m/s,速度方向竖直向下