- 假日巧练高二物理电子版
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相关例题:
题目:
【例题】假设一个物体在空气中自由下落,忽略空气阻力,那么它的加速度是多大?如果这个物体在另一个同样大的重力场中以同样的加速度下落,那么它受到的空气阻力的大小又是多少?
【分析】
物体在空气中自由下落时,受到重力和空气阻力的作用。由于空气阻力的大小随着速度的增加而增加,因此物体在刚开始下落时,受到的阻力较小,随着速度的增加,阻力逐渐增大,当阻力等于重力时,物体开始做匀速直线运动。
【解答】
物体在空气中自由下落时,受到的重力为G = mg,空气阻力为f。由于物体刚开始下落时,速度较小,因此空气阻力较小,可以忽略不计。随着速度的增加,空气阻力逐渐增大。当空气阻力等于重力时,物体开始做匀速直线运动。
此时物体的加速度为a = 0,即:
f = mg
当物体在另一个同样大的重力场中以同样的加速度下落时,空气阻力的大小与之前相同。此时物体受到的重力为G' = mg',空气阻力为f'。由于物体的加速度相同,因此有:
G' = mg' - f'
联立以上两式可得:
f' = mg - mg' = m(g - a) = m(g - 0) = mg
因此,物体在另一个重力场中以同样的加速度下落时,受到的空气阻力的大小仍为mg。
【说明】
本题主要考察了牛顿第二定律的应用和空气阻力的特性。在解答过程中需要注意空气阻力的变化规律,即随着速度的增加而增加。同时需要注意加速度为零时的特殊情况。
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