Question

17．在空氣阻力大小恒定的條件下，小球從空中下落，與水平地面相碰后彈到空中某一高度．以向下為正方向，其速度隨時間變化的關系如圖所示，取g=10m/s²，則以下結論正確的是（　　）

• A． 小球能彈起的最大高度為1m
• B． 小球能彈起的最大高度為0.45m
• C． 小球彈起到最大高度的時刻為t₂=0.80s
• D． 空氣阻力與重力的比值為1：5

Answer 1

分析 解決本題的關鍵是正確理解速度時間圖象的物理意義：速度圖象的斜率代表物體的加速度，速度圖象與時間軸圍成的面積代表物體的位移，根據牛頓第二定律求出物體所受的阻力進而求出反彈的時間，最后求出反彈的高度．

解答 解：小球下降過程中，由牛頓第二定律得mg-F=ma₁，其中${a_1}=8m/{s^2}$
小球上升過程中，有mg+F=ma₂
可：得${a_2}=2g-{a_1}=12m/{s^2}$
故小球能彈起的最大高度為：${h_2}=\frac{v^2}{{2{a_2}}}=0.375m$
小球彈起到最大高度的時刻為：${t_2}=\frac{v_2}{a_2}=0.25s$
空氣阻力與重力的比值為：$\frac{F}{mg}=\frac{{mg-m{a_1}}}{mg}=\frac{1}{5}$，故ABC錯誤，D正確
故選：D

點評 解決本題要明確v-t圖象的含義：在v-t圖象中每時刻對應于速度的大小，速度的正負表示其運動方向，圖象的斜率表示物體運動的加速度，圖象與時間軸圍成的面積為物體的位移，時間軸上方面積表示位移為正，下方表示為負