分析 (1)求出雨滴自由落体运动的末速度,对雨滴运用动量定理求出地面对雨滴的作用力.
(2)运用动量定理和动能定理分别求出地面对雨滴的作用力和克服空气浮力和阻力所做的功.
解答 解:(1)不考虑空气浮力和阻力,雨滴做自由落体运动,雨滴自由落体运动的末速度为
v=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×2000}$=200m/s
取竖直向上为正方向,对雨滴和地面作用的过程,运用动量定理得:
F△t1=0-mv
代入数据解得 F=500N
根据牛顿第三定律,雨滴对地面的作用力大小为500N.
(2)对雨滴和地面作用的过程,由动量定理得
F′△t2=0-mv′
据题 v′=8m/s
代入数据解得 F′=$\frac{2}{3}$N
根据牛顿第三定律,雨滴对地面的作用力大小为$\frac{2}{3}$N
雨滴下落过程,根据动能定理得
mgh-W=$\frac{1}{2}mv{′}^{2}$-0
解得:克服空气浮力和阻力所做功的和 W≈5×109J
答:
(1)雨滴对地面的作用力大小是500N.
(2)雨滴对地面的作用力大小为$\frac{2}{3}$N,该雨滴下落过程中克服空气浮力和阻力所做功的和是5×109J.
点评 运用动能定理解题关键选择好研究的过程,分析过程中有哪些力做功,然后根据动能定理列式求解;运用动量定理解题时要注意动量和冲量均为矢量,一定要选正方向.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 沿y轴正方向运动,周期为1.5s | B. | 沿y轴正方向运动,周期为2.0s | ||
C. | 沿y轴负方向运动,周期为1.5s | D. | 沿y轴负方向运动,周期为2.0s |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 初速度v0必须大于$\sqrt{2gh}$ | B. | 初速度必须满足$\sqrt{2gh}$<v0<d$\sqrt{\frac{g}{2(d-h)}}$ | ||
C. | h必须满足0<h<$\frac{d}{2}$ | D. | h必须满足0<h<d |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 线圈中产生的感应电动势大小为BLv | |
B. | 线圈所受安培力的大小为BIL | |
C. | 线圈的电阻为$\frac{nBLv}{I}$ | |
D. | 线圈所受安培力的功率为nBILv |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比值为2:1 | |
B. | 带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比值为2:3 | |
C. | 带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比值为$\sqrt{3}$:1 | |
D. | 带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比值为3:1 |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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