(6分)以初速度 _ 0 竖直向上抛出一质量为m的小物体。…——2009 高考物理第 7 题答案解析

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2009 全国 第 7 题 解答题 区分题
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7.(6分)以初速度 $\dot { \mathbf { \nu } } _ { 0 }$ 竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g,则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为(  )A. $\frac { \mathbf { v } _ { 0 } ^ { 2 } } { 2 \mathbf { g } ( 1 + \frac { \mathbf { f } } { \mathfrak { m } \mathbf { g } } ) }$ 和 $\mathbf { v } _ { \mathbb { Q } } { \sqrt { \frac { \tt m \cdot \mathbb { g } - \tilde { \mathbf { f } } } { \tt m \cdot \mathbb { g } + f } } }$ B $\frac { \mathbf { v } _ { 0 } ^ { 2 } } { 2 \mathbf { g } ( 1 + \frac { \mathbf { f } } { \mathfrak { m } \mathbf { g } } ) }$ 和 $\mathbf { v } _ { 0 } { \sqrt { \frac { \mathrm { m g } } { \mathrm { m g } + \mathbf { f } } } }$ C $\frac { \mathbf { v } _ { 0 } ^ { 2 } } { 2 \mathbf { g } ( 1 + \frac { 2 \mathbf { f } } { \pi \mathbf { g } } ) }$ 和 $\mathbf { v } _ { \mathbb { Q } } { \sqrt { \frac { \tt m \cdot \mathbb { g } - \mathbb { f } } { \tt m \cdot \mathbb { g } + \mathbb { f } } } }$ D. $\frac { \mathbf { v } _ { 0 } ^ { 2 } } { 2 \mathbf { g } ( 1 + \frac { 2 \mathbf { f } } { \pi \mathbf { g } } ) }$ 和 $\operatorname { v } _ { \mathbb { Q } } { \sqrt { \frac { \operatorname { m g } } { \operatorname { m g } + \mathbb { f } } } }$

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【考点】1N:竖直上抛运动

【专题】16:压轴题;511:直线运动规律专题

【分析】竖直向上抛出的小物体,在上升的过程中,受到的阻力向下,在下降的过程中,受到的阻力向上,根据物体的受力情况,分过程求解上升的高度和下降的速度的大小。【解答】解:在上升的过程中,对物体受力分析由牛顿第二定律可得,$\scriptstyle \mathsf { m g } + \mathsf { f } = \mathsf { m a } _ { 1 }$ 所以上升时的加速度为 $\scriptstyle \mathbf { \alpha } _ { 1 } = { \frac { \mathtt { m g } + \mathbf { f } } { \mathtt { m } } }$ ,加速度的方向与初速度的方向相反,即竖直向下,从上升到达最高点的过程中,根据 $\mathsf { v } ^ { 2 } - \mathsf { v } _ { 0 } \mathsf { \Pi } ^ { 2 } = 2 \mathsf { a } _ { 1 } \mathsf { x }$ 可得,上升的最大高度为 $\mathsf { x } = \frac { \displaystyle \mathsf { v } ^ { 2 } - \mathsf { v } _ { 0 } ^ { 2 } } { \displaystyle 2 \mathsf { a } _ { 1 } } = \frac { \displaystyle - \mathsf { v } _ { 0 } ^ { 2 } } { \displaystyle - 2 \frac { \tt m g + f } { \tt m } } = \frac { \displaystyle \mathsf { v } _ { 0 } ^ { 2 } } { \displaystyle 2 \mathsf { g } \left( 1 + \frac { \tt f } { \tt m g } \right) } ,$

在下降的时候,对物体受力分析有牛顿第二定律可得,$m g \textrm { - } \mathsf { f } = \mathsf { m } \mathsf { a } _ { 2 } ,$ 所以下降的加速度的大小为 $\mathsf { a } _ { 2 } { = } \frac { \mathtt { m g - f } } { \mathtt { m } }$ 从开始下降到返回到原抛出点的过程中,根据 $\mathtt { v } ^ { 2 } = 2 \mathtt { a } _ { 2 } \mathtt { x }$ 可得,$\mathsf { v } = \sqrt { 2 \mathsf { a } _ { 2 } \mathsf { x } } ^ { = } \mathsf { v } _ { \bar { \mathsf { U } } } \sqrt { \frac { \mathtt { m g } - \bar { \pounds } } { \mathtt { m g } + \bar { \pounds } } } ,$ 所以A正确。故选: $\mathsf { A } _ { \circ }$

【点评】在上升和下降的过程中,小球受到的摩擦力的方向是不同的,根据小球的受力,由牛顿第二定律求得加速度的大小,根据运动学的规律求解即可

✅ 来源:2009年 · 全国 · 2009_quanguo_old_ii · 第 7 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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