问题
计算题
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
解:(1)由动能定理得
克服空气阻力做功
(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
(3)上升时加速度为a,-(mg+kv)=ma
取极短△t时间,速度变化△v,有:
又
上升全程
则