质量为m的物体以速度v0竖直上抛,物体落回地面时的速度大小为[3/4]v0,如图所示,设物体在运动过程中所受空气阻力大小

质量为m的物体以速度v0竖直上抛,物体落回地面时的速度大小为[3/4]v0,如图所示,设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变.求:

(1)物体运动过程中所受空气阻力的大小;
(2)物体以初速度2v0竖直向上抛出时的最大高度;
(3)假若(2)中物体落地碰撞过程中无能量损失,求物体运动的总路程.
shangcanmeng4 1年前 已收到1个回答 举报

ghg9818 幼苗

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解题思路:本题(1)、(2)的关键是对物体上升过程和下落过程分别列出动能定理表达式,联立即可求解;题(3)的关键是明确物体最终会停在地面上,对全过程应用动能定理即可求解.

物体在上升和下落过程中,空气阻力都做负功.
(1)设空气阻力为F,物体上升最大高度为h,由动能定理得:
上升阶段:-mgh-Fh=0-[1/2]mv
20…①
下落阶段:mgh-Fh=[1/2]m([3/4]v02-0…②
由①②两式得:[mg+F/mg−F]=[16/9]
解得空气阻力大小为:F=[7/25]mg.
(2)以2v0抛出后,设上升的最大高度为H,由动能定理得:
-mgH-FH=0-[1/2]m(2v02…③
将F=[7/25]mg代入③式得物体上升的最大高度为:H=
25v02
16g.
(3)物体自抛出到静止,设总路程为x,由于摩擦力做功与路程有关,全过程的位移为零,据动能定理得:-Fx=0-[1/2]m(2v02
解得所求路程为:x=
50v02
7g.
答:物体运动过程中所受空气阻力的大小[7/25]mg;
(2)物体以初速度2v0竖直向上抛出时的最大高度
25v02
16g;
(3)假若(2)中物体落地碰撞过程中无能量损失,物体运动的总路程为
50v02
7g

点评:
本题考点: 动能定理的应用.

考点点评: 本题有多种解法,但对不涉及时间、方向等细节问题,特别是多过程问题,应用动能定理求解较方便.

1年前

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