從地面上以一定初速度豎直向上拋出一小球,經過一段時間后,小球落回到地面.在不計空氣阻力和計空氣阻力兩種情況下做一對比,下列說法正確的是( )
A.在上升過程中,小球的加速度不計空氣阻力時的大于計空氣阻力時的
B.在下降過程中,小球運動的時間不計空氣阻力時的小于計空氣阻力時的
C.從拋出到落回地面整個運動過程的位移,不計空氣阻力時的等于計空氣阻力時的
D.返回到原拋出點的速率,不計空氣阻力時的小于計空氣阻力時的
【答案】
分析:(1)在上升過程中空氣阻力的方向向下,合力向下且大于重力,根據牛頓第二定律即可判斷有無阻力時的加速度大;
(2)在下降過程中空氣阻力的方向向上,合力向下且小于重力,故有阻力時的加速度小于無阻力時的加速度,根據位移-時間公式即可比較時間的大小;
(3)從拋出到落回地面整個運動過程的位移為零,與有無空氣阻力無關;
(4)可通過對整個過程運用動能定理求得返回到原拋出點的速率,即可判斷有無阻力時的返回到原拋出點的速率的大。
解答:解:A.上升過程中有空氣阻力時,加速度的大小為
=g+
,不計空氣阻力時加速度大小為g,故A錯誤;
B.在下落過程中有空氣阻力時,加速度的大小為
=g-
,不計空氣阻力時加速度大小為g,下落的位移相同,根據h=
可知,加速度大的時間就小,所以小球運動的時間不計空氣阻力時的小于計空氣阻力時的,故B正確;
C.有無空氣阻力時從拋出到落回地面整個運動過程的位移都為零,相等,故C正確;
D.根據動能定理得:
=W
G+W
f,初速度相同,重力做的功都為零,無空氣阻力時,末速度等于初速度;有空氣阻力時,空氣阻力做負功,末速度小于初速度,所以返回到原拋出點的速率,不計空氣阻力時的大于計空氣阻力時的,故D錯誤.
故選BC.
點評:該題是牛頓第二定律和動能定理的直接應用,解題時注意空氣阻力方向始終與速度方向相反,所以空氣阻力始終做負功,大小跟速度有關,實際上是個變力.