Question

【題目】.某校物理課外小組為了研究不同物體水下運動特征， 使用質量m=0.05kg的流線型人形模型進行模擬實驗。實驗時讓模型從h=0.8m高處自由下落進入水中。假設模型入水后受到大小恒為Ff=0.3N的阻力和F=1.0N的恒定浮力，模型的位移大小遠大于模型長度，忽略模型在空氣中運動時的阻力，試求模型

（1）落到水面時速度v的大小；

（2）在水中能到達的最大深度H；

（3）從開始下落到返回水面所需時間t。

Answer 1

【答案】（1）4m/s（2）0.5m（3）1.15s

【解析】

（1）模型人入水時的速度記為v，自由下落的階段加速度記為a1，則a1=g；v2=2a1h

解得v=4m/s；

（2）模型人入水后向下運動時，設向下為正，其加速度記為a2，則：mg-Ff-F=ma2

解得a2=-16m/s2

所以最大深度：

（3）自由落體階段：

在水中下降

在水中上升：F-mg-Ff=ma3

解得a3=4.0m/s2

所以：

總時間：t=t1+t2+t3=1.15s