以下是一些高一物理中涉及到空气阻力的题目:
1. 一个小球从高处自由下落,忽略空气阻力,下落过程中小球受到的力有____。
A.重力
B.小球的惯性
C.空气的阻力
D.小球受到的重力与空气的阻力
2. 如图所示,一个物体从空中下落,不计空气阻力,它受到的力是____。
A.重力
B.重力和空气阻力
C.只受重力
D.只受空气阻力
3. 如图所示,一个小球从斜面顶端由静止开始沿斜面做匀加速直线运动,经过斜面的中点经时为t,则经过斜面底端中点时所用的时间为多少?
4. 物体做匀加速直线运动,已知加速度为a,则物体在任意相同时间内发生位移的变化大小的比值是______。
5. 如图所示,小球从高处下落,与地面碰撞后反弹到一定高度。假设小球从高处下落到地面的过程中,受到的空气阻力随时间的变化规律是f = 5t(N),则小球从释放到反弹至最高点的过程中,下列说法正确的是______。
A.小球在空中的运动时间越来越长
B.小球的机械能守恒
C.小球的机械能不断减小
D.小球对地面的压力不断增大
这些题目涵盖了高一物理中涉及到空气阻力的一些典型题目,希望对您有所帮助。
题目:
假设一个物体在空气中以恒定的速度沿水平面运动,其质量为m,初速度为v0。这个物体受到的空气阻力与速度的平方成正比,比例系数为k,试求物体运动的总时间。
解析:
首先,我们需要理解空气阻力是如何影响物体的运动的。在物体运动的过程中,空气阻力会不断减小物体的动能,使得物体的速度逐渐减小。这个过程可以用动量定理和能量守恒定律来描述。
假设物体在t时刻的速度为v,那么物体在时间t内的总位移可以表示为:s = v0 t + 1/2 k t^2。这个位移包含了物体在水平方向上的位移(v0 t)和空气阻力导致的减速位移(1/2 k t^2)。
根据动量定理,物体受到的冲量等于物体动量的变化。在这个问题中,物体的初动量为mv0,由于空气阻力的作用,物体的动量逐渐减小。因此,物体受到的冲量也是不断变化的。但是,由于空气阻力的大小与速度的平方成正比,所以冲量的变化率是恒定的。
根据能量守恒定律,物体的初始动能等于最终的动能加上空气阻力做的功。由于空气阻力做的功等于阻力的大小乘以物体的位移,所以我们可以得到:mv0^2 / 2 = (mv^2 / 2) + k s。
将s用v0 t + 1/2 k t^2表示出来,就可以得到一个关于t的一元二次方程。通过求解这个方程,可以得到物体运动的总时间t。
答案:
根据上述公式,我们可以得到物体运动的总时间t为:
t = (v0^2 - v^2) / (2 k v0) + v0 (v^2 - v0^2) / (2 k)
其中v是物体在t时刻的速度。
注意:这是一个简化的模型,实际情况可能会更复杂。例如,物体可能会受到重力、摩擦力等其他因素的影响。但是这个模型可以帮助我们理解空气阻力是如何影响物体的运动的。