如图所示,质量为M的铁箱内装有质量为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

如图所示,质量为M的铁箱内装有质量为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克服空气阻力做的功;
(3)上升过程货物受到铁箱的作用力.
wyxiang78 1年前 已收到1个回答 举报

hezhewu 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,上升过程中与下落过程摩擦力做的功相等,根据恒力做功公式即可求解;
(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
(M+m)g-f=(M+m)a
W=2fH
解得f=(M+m)(g-a)
W=2H(M+m)(g-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
(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克服空气阻力做的功为2H(M+m)(g-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: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

考点点评: 本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用,难度不大,属于基础题.

1年前

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