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.
解:(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
.
根据牛顿第二定律得,mg+f=ma
2解得f=ma
2-mg=2×12-20=4N.
(2)小球上升的最大高度H=
.
(3)小球下降的加速度大小
.
则小球落回地面的速度
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.
分析:(1)根据匀变速直线运动的速度时间公式求出小球上升的加速度,再根据牛顿第二定律求出小球上升过程中受到空气的平均阻力.
(2)根据匀变速直线运动的位移公式求出小球上的最大高度.
(3)根据牛顿第二定律求出小球下降时的加速度,再根据速度位移公式求出小球落回到抛出点的速度.
点评:解决本题的关键知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,通过加速度可以根据力求运动,也可以根据运动求力.