Question

.某校物理课外小组为了研究不同物体水下运动特征， 使用质量m=0.05kg的流线型人形模型进行模拟实验．实验时让模型从h=0.8m高处自由下落进入水中．假设模型入水后受到大小恒为F_f=0.3N的阻力和F=1.0N的恒定浮力，模型的位移大小远大于模型长度，忽略模型在空气中运动时的阻力，试求模型

（1）落到水面时速度v的大小；

（2）在水中能到达的最大深度H；

（3）从开始下落到返回水面所需时间t．

Answer

（1）4m/s（2）0.5m（3）1.15s

【解析】

（1）模型人入水时的速度记为v，自由下落的阶段加速度记为a1，则a1=g；v2=2a1h

解得v=4m/s；

（2）模型人入水后向下运动时，设向下为正，其加速度记为a2，则：mg-Ff-F=ma2

解得a2=-16m/s2

所以最大深度：

（3）自由落体阶段：

在水中下降

在水中上升：F-mg-Ff=ma3

解得a3=4.0m/s2

所以：

总时间：t=t1+t2+t3=1.15s