| 牛顿第二定律的两类基本问题 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修1

第四章 牛顿运动定律

4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)

牛顿第二定律的两类基本问题

有一离地面高度$20m$、质量为$2 \times 10^{-13}\;\rm kg$稳定竖直降落的沙尘颗粒,在其降落过程中受到的阻力与速率$v$成正比,比例系数$1 \times 10^{-9}\;\rm kg/s$,重力加速度$g=10\;\rm m/s^{2}$,则它降落到地面的时间约为$(\qquad)$

["

$0.5\\;\\rm h$

","

$3\\;\\rm h$

","

$28\\;\\rm h$

","

$166\\;\\rm h$

"]
[["B"]]

沙尘颗粒速度较小时,阻力较小,可知$mg-kv=ma$

沙尘颗粒速率增大,阻力增大,加速度减小,当$a=0$时,沙尘颗粒速度达到最大且稳定,此时速度满足$mg=kv_{m}$

解得$v_{m}=2 \times 10^{-3}\;\rm m/s$

沙尘下落时间为$t=\dfrac{h}{v_{\text{m}}}=\dfrac{20}{2 \times 10^{- 3}}=1 \times 10^{4}\;\rm \text{s}=\dfrac{1 \times 10^{4}}{3600}\ \text{h} \approx 2.8\;\rm \text{h}$

故选:$\rm B$

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