Question

【題目】一個質量為m=0.5 kg的小球從離水面高h=0.8 m處自由下落，進入水中，在水中經過時間t= 0.5 s下降深度為H時，速度減為零(空氣阻力忽略不計，小球可視為質點)。求：

(1)小球落至水面瞬間速度v的大小；

(2)水對小球的平均阻力f的大小；

(3)小球在水中下降深度H的大小。

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】試題分析：(1) 小球落至水面前，做自由落體運動，由即可求出對應的速度；(2)根據v=at求出加速度，小球落入水中受阻力和重力作用，由牛頓第二定律求出平均阻力；(3) 對小球在水中運動過程應用動能定理即可求出下降的深度H.

(1) 根據，得

(2)根據運動學公式，將t= 0.5 s代入，得：

根據牛頓第二定律：

聯立上述兩式得：

(3)對小球在水中運動過程應用動能定理：

得：