如图所示,质量为M的密闭铁箱内装有质量为m的货物.以某一初速度向上竖直抛出,上升的最大高度为H,下落过程的加速度大小为a

如图所示,质量为M的密闭铁箱内装有质量为m的货物.以某一初速度向上竖直抛出,上升的最大高度为H,下落过程的加速度大小为a,重力加速度为g,铁箱运动过程受到的空气阻力大小不变.求:
(1)铁箱下落过程经历的时间;
(2)铁箱和货物在落地前的运动过程中所受空气阻力的大小;
(3)上升过程货物受到铁箱的作用力的大小和方向.
jlbeihua 1年前 已收到1个回答 举报

littleantQ 幼苗

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解题思路:(1)铁箱下落过程做匀加速直线运动,根据位移时间公式即可求解;(2)下落过程中根据牛顿第二定律求出空气阻力;(3)根据牛顿第二定律求出上升过程中的加速度,对货物再次运动牛顿第二定律即可求解.

(1)设铁箱下落过程经历的时间为t,则H=
1
2at2
解得:t=

2H
a
(2)设铁箱运动过程中受到的空气阻力大小为f,克服空气阻力做的功为W,则有:
(M+m)g-f=(M+m)a
解得:f=(M+m)g-(M+m)a
(3)设上升过程的加速度大小为a′,货物受到铁箱的作用力大小为F,则有:
(M+m)g+f=(M+m)a′
F+mg=ma′
解得:F=m(g-a)
作用力方向竖直向下
答:(1)铁箱下落过程经历的时间为

2H
a;
(2)铁箱和货物在落地前的运动过程中所受空气阻力的大小为M+m)g-(M+m)a
(3)上升过程货物受到铁箱的作用力大小为m(g-a),方向竖直向下

点评:
本题考点: 牛顿运动定律的综合应用;自由落体运动;动能定理的应用.

考点点评: 本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用,要注意正确受力分析,利用牛顿第二定律列式求解即可,难度不大,属于基础题.

1年前

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