高一物理必修一自由落體運動如果有空氣阻力實際值會怎樣

時間 2021-08-11 17:36:20

1樓:

會做加速度減小的加速運動(有點拗口)

空氣阻力f在一定限度內與速度v的平方成正比,係數設為k,即f=kv²

這個運動如果一直保持的話會無限接近一個定值√(mg/k)。

利用高中知識只需要知道

加速度等於重力和空氣阻力兩者的差,空氣阻力從0開始增加

那麼最大速度時空氣阻力等於重力,這是符合常識的

此時有f=mg

f=kv²

聯立得v=√(mg/k)

到這裡,高考的內容就結束了,不可能問你別的了。

但是到了大學會利用微分方程和積分考慮具體的運動方程,v-t方程,s-t方程等。

下面計算v-t方程(s-t方程和a-t方程分別用對v(t)積分和求導即可)

首先牛頓第二定律ma=mg-f

加速度a是速度v對時間t的導數,空氣阻力f參照上述公式,代入,約掉m。

dv/dt=g-(k/m)v²,為了方便,把k/m設為c得:

dv/(g-cv²)=dt

積分∫[1/(g-cv²)]dv=t

利用數列常用的拆項把[1/(g-cv²)]拆成{[1/(√g-v√c)]+[1/(√g+v√c)]}/2√g

那麼原式=

∫[1/(√g-v√c)dv+∫[1/(√g+v√c)]dv=2t√g

積分兩項直接用公式就行

得-(1/√c)㏑(√g-v√c)+(1/√c)㏑(√g+v√c)=2t√g+c(這裡的大寫c是積分後的常數,後面代入驗證是0就不寫了)

變形簡化

㏑[(√g+v√c)/(√g-v√c)]=2t√(cg)

同時作為自然對數e的指數

(√g+v√c)/(√g-v√c)=e∧[2t√(cg)]

然後把e∧[2t√(cg)]看成一個整體x吧

就有√g+v√c=x√g-vx√c

變形v√c(x+1)=√g(x-1)

得v=[(x+1)/(x-1)]√(g/c)

把前面用x和c替換的換回來

就是v=({[e∧[2t√(mg/k)]+1})/

({[e∧[2t√(mg/k)]-1})√(mg/k)

利用極限當t→+∞時

({[e∧[2t√(mg/k)]+1})/

({[e∧[2t√(mg/k)]-1})=1

即當t→+∞時

v=√(mg/k)

剛好契合高中知識的部分

說明應該沒有算錯。

2樓:吉祥如意

(1)自由落體運動如果有空氣阻力,物體的加速度將減小;下落過程中所用的時間加長,落地時的速度比原來的減小。

(2)根據牛頓第二定律f合=ma可知

物體的加速度a=(mg-f)/m----減小根據位移公式h=a*t*t/2可知

下落過程中所用的時間t=根號下(2h/a)----增大根據速度位移公式vr^2-v0^2=2ah可知vr=根號下(2ah)----減小

3樓:匿名使用者

大氣圈下的自由落體運動不是如果有空氣阻力,而是肯定有。

自由落體的空氣阻力,主要與其速度、密度、形態有關,你可以想象隕石、海綿、柳絮\鵝毛下落的情況。

自由落地的速度受其初速度和加速度以及時間制約。加速度的計算參吉祥如意snow 的回答。

4樓:

你問的是哪個物理量的實際值 下落加速度?

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