今年5月31日午后,北京城区突降冰雹.假设质量为m的冰雹从高h处下落,在下落的过程中,所受阻力大小与冰雹下落速度的平方成正比,比例系数为k,则该冰雹降落可能达到的最大速度是 .(可以认为冰雹下落过程中质量不变)
答案:
分析:首先对冰雹做受力分析:冰雹在下降过程中受到向下的重力和向上的阻力.在开始阶段,重力是大于阻力的,因此冰雹所受的合力方向向下,冰雹的运动状态是加速向下运动,速度越来越大,但是由于阻力与速度的平方成正比,所以冰雹所受的阻力会越来越大,当阻力等于重力时,冰雹就不再做加速运动了,而做匀速运动,此时冰雹的速度是最大的;
然后根据题意和题中的条件求解出冰雹最大速度的表达式.
解答:解:质量为m的冰雹下落过程中,受地球重力G和空气阻力f两个力的作用.
刚开始下落时,G>f,冰雹加速下落.随着冰雹速度的增大,它受到的阻力也在不断增大,而当阻力增大到与重力相等时,即当G=f时,冰雹开始做匀速向下运动,冰雹的速度不再增大,此时的速度就是冰雹的最大速度;
由题意可知:=k,由此得出:f=kv2,所以v===.
故答案为 .