(12分)质量为0.2千克的小球从一弹性平面处以20米/秒的速度竖直上抛,能上升的最大高度为16m,然后落回平面,与平面发生碰撞后再次上升,上升的高度为7m,而后又落回平面……直到最后静止在平面上,设小球受到的空气阻力大小恒定,求:
(1) 小球所受空气阻力的大小;
(2) 小球第一次上升时间和下落时间之比;
(3) 从小球刚开始上抛到第二次落到平面之前的过程中损失的机械能。
(12分)质量为0.2千克的小球从一弹性平面处以20米/秒的速度竖直上抛,能上升的最大高度为16m,然后落回平面,与平面发生碰撞后再次上升,上升的高度为7m,而后又落回平面……直到最后静止在平面上,设小球受到的空气阻力大小恒定,求:
(1) 小球所受空气阻力的大小;
(2) 小球第一次上升时间和下落时间之比;
(3) 从小球刚开始上抛到第二次落到平面之前的过程中损失的机械能。
解析:
(1)对小球第一次上升过程中用动能定理: (3分)
代入数据: 得f=0.5N (2分)
(2)小球第一次上升过程中 (1分)
(1分)
小球第一次下落过程中 (1分)
(1分)
(1分)
(3)第一次落回地面时的速度为v1 v1=
m/s(1分)
第二次上升的速度为v2 v2 =5
m/s (1分)
小球与地面撞击时损失的能量为: (1分)
小球在空气中损失的机械能为:f(2h1+2h2) (1分)
从小球刚开始上抛到第二次落到平面之前的过程中损失的机械能为
ΔE=f(2h1+2h2)+=29.5J (1分)