从地面上以初速度vo=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的小球,若运动过程中小球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=2m/s,且落地前球已经做匀速运动。(g=10m/s2)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;
(1)9.6J(2)60m/s2
【解析】(1)由动能定理得Wf=mv12-mv02(2分)
克服空气阻力做功W=-Wf=mv02-mv12 =9.6J(2分)
(2)空气阻力f=kv(1分)
落地前匀速运动,则mg-kv1=0(2分)
刚抛出时加速度大小为a 0,则
mg+kv0=m a0(2分)
解得a0=(1+)g=60m/s2(1分)
本题考查动能定理的应用,先选取研究过程,在从抛出到落地过程中重力做功为零,只有阻力做功,所以阻力做功等于动能的减小量,当阻力等于重力时,物体下落速度最大,此时加速度为零,可求得常数k与重力关系,当刚抛出时阻力最小,加速度最大,结合速度时间图像列出牛顿第二定律的公式,联立即可
科目:高中物理 来源:2012-2013学年浙江省杭州市西湖高级中学高二开学考试物理试卷(带解析) 题型:计算题
从地面上以初速度vo=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的小球,若运动过程中小球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=2m/s,且落地前球已经做匀速运动。(g=10m/s2)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;
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科目:高中物理 来源:2011-2012学年江西省高安中学高一下学期期末考试物理试卷(带解析) 题型:计算题
(10分)从地面上以初速度vo=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的小球,若运动过程中小球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=2m/s,且落地前球已经做匀速运动。(g=10m/s2)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;
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科目:高中物理 来源:2013-2014江西赣县中学北校区高二8月分班考试物理试卷(实验班)(解析版) 题型:计算题
从地面上以初速度vo=10 m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2 kg的小球,若运动过程中小球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=2 m/s,且落地前球已经做匀速运动。(g=10 m/s2)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
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科目:高中物理 来源:2014届江西省高一下学期期末考试物理试卷(解析版) 题型:计算题
(10分)从地面上以初速度vo=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的小球,若运动过程中小球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=2m/s,且落地前球已经做匀速运动。(g=10m/s2)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;
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