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題目:一個物體在空氣中受到的阻力為f,在水中受到的阻力為f/2,已知物體在空氣中受到的推力為F,求物體在水中和空氣中的運動狀態。
選項:
A. 物體在水中做勻速直線運動,空氣中的速度大于水中的速度。
B. 物體在水中做加速運動,空氣中的速度小于水中的速度。
C. 物體在水中做減速運動,空氣中的速度大于水中的速度。
D. 物體在水中和空氣中都做勻速直線運動。
解題過程:
首先,我們需要知道物體在水中和空氣中的受力情況。在空氣中,物體受到推力F和阻力f;在水中,物體受到推力F、阻力f/2以及水的浮力。根據牛頓第二定律,物體的加速度取決于其所受合力。
1. 當物體在空氣中時,推力F大于阻力f,因此物體做加速運動。由于空氣中的阻力較大,物體在空氣中的加速度會逐漸減小,最終達到一個穩定值。
2. 當物體在水中時,推力F、水的浮力以及阻力f/2共同作用。由于水的阻力較小,物體的加速度會逐漸增大,最終達到一個穩定值。由于浮力的存在,物體不會沉底或浮起,因此物體在水中的運動狀態為勻速直線運動。
綜合以上分析,物體在水中和空氣中的運動狀態均為勻速直線運動。因此,正確答案是D。
希望這個例子能幫助您理解物理高考中如何過濾掉某些選項。