Question

8．如圖所示，在水面上方離水面高H的地方有一質(zhì)量為M的鐵箱，鐵箱內(nèi)有一質(zhì)量為m的貨物．現(xiàn)在鐵箱（視為質(zhì)點）由靜止開始下落，在鐵箱進入水中之前不計阻力，進入水中因受阻力作用做勻減速運動，經(jīng)位移2H后速度減為零．求：
（1）鐵箱到達水面時的速度大��；
（2）鐵箱在水中受到的阻力多大？

Answer 1

分析 （1）鐵箱到達水面前做自由落體運動，根據(jù)運動學公式求出鐵箱到達水面時的速度．
（2）根據(jù)速度位移公式和牛頓第二定律求出鐵箱在水中受到的阻力大�。�

解答 解：（1）設鐵箱到達水面時的速度v，根據(jù)自由落體運動規(guī)律有：$H=\frac{1}{2}g{t}^{2}$，
v=gt
得：v=$\sqrt{2gH}$
（2）設鐵箱在水中受到的阻力為f，根據(jù)牛頓第二定律有：（M+m）g-f=（M+m）a，
由運動學公式有：v²=2a×2H．
聯(lián)立解得：f=$\frac{1}{2}（M+m）g$．
答：（1）鐵箱到達水面時的速度大小為$\sqrt{2gH}$；
（2）鐵箱在水中受到的阻力為$\frac{1}{2}（M+m）g$．

點評 本題考查了牛頓第二定律和運動學公式的基本運用，知道加速度是聯(lián)系力學和運動學的橋梁，基礎(chǔ)題．