问题 问答题

质量为2kg的小球,以30m/s的速度竖直向上抛出,经过2.5s到达最高点

(g=10m/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

(1)小球上升做匀减速直线运动,匀减速直线运动的加速度大小a1=

v0
t
=
30
2.5
m/s2=12m/s2

根据牛顿第二定律得,mg+f=ma2

解得f=ma2-mg=2×12-20=4N.

(2)小球上升的最大高度H=

v0
2
t=
30
2
×2.5m=37.5m.

(3)小球下降的加速度大小a2=

mg-f
m
=
20-4
2
m/s2=8m/s2

则小球落回地面的速度v=

2a2H
=
2×8×37.5
≈24.5m/s

答:(1)小球在上升过程中受到空气的平均阻力为4N.

(2)小球上升的最大高度为37.5m.

(3)小球落回到抛出点的速度为24.5m/s.

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