从地面上以初速度v0=10 m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2 kg的球,若运动过程中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=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;
从地面上以初速度v0=10 m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2 kg的球,若运动过程中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=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;
解:
(1)由动能定理得 (3分) (4分)
克服空气阻力做功 (2分)
代入数据得:W=9.6 J (1分)
(2)空气阻力 f=kv (2分)
落地前匀速,则 mg-kv1=0 (2分)
刚抛出时加速度大小为a0,则
(2分)
解得 (1分)
代入数据得:=60 m/s2 (1分)