我暫無南平高三第三2022年的物理試題。您可以嘗試通過官方渠道,如南平市教育局等,或者參考往年的試題,來獲取更準確的信息。
題目:
【南平高三第三2022】
假設一個物體在空氣中受到的阻力隨速度的增加而增加,而重力保持不變。如果一個物體從高度為h的地方自由落體,當它落到地面所需的時間為t。現在假設這個物體在空氣中以相同的加速度自由下落,但是有一個恒定的向上阻力作用,使得物體最終停在地面上。
現在,給定一個速度v的物體,問這個物體需要多長時間才能停止?
解題思路:
1. 首先,我們需要理解物體在空氣中的阻力是如何隨速度變化的。
2. 其次,我們需要理解物體在有阻力和沒有阻力的情況下,自由落體的運動規律是相同的。
3. 根據題目描述,物體最終停在地面上,這意味著物體的速度在某個時刻降為零。我們需要找出這個時間點。
例題答案:
假設物體受到的阻力為f(v, t) = kv2,其中k為常數。根據題目描述,物體最終停在地面上,這意味著物體在一段時間內從v減速到零。根據運動學公式,我們可以得到:
v = gt (初速度)
v = 0 (最終速度)
t = t_0 - dt/dv (積分從t_0到t)
將這三個式子代入得到:
t_0 = (v/g) + (1/k)∫(f(v, t)/v)dt (積分從0到t)
其中∫(f(v, t)/v)dt表示從v=0到v=v的積分。由于物體最終停在地面上,所以t_0應該足夠長以至于物體可以減速到零。因此,我們可以選擇一個足夠大的v值來求解t_0。
解得:t_0 = (v/g) + (1/k)∫(f(v, t)/v)dt = (v/g) + (1/k)ln(v/v_0),其中v_0是物體開始受到阻力時的速度。
所以,物體需要的時間為t_0-t_0',其中t_0'是物體從開始受到阻力到落地的時間。由于物體在空氣中受到阻力的作用,t_0'會比t長一些。
注意:以上解答僅供參考,實際解題可能需要根據具體情況進行調整和優化。