Question

2．质量是0.24kg的石块，竖直向上抛出，已知空气阻力恒为物重的$\frac{1}{4}$，且方向与运动方向相反，g=10N/kg，问：
（1）分别画出石块上升过程和下落过程中受力的示意图．
（2）上升过程中石块所受合力是多少？
（3）下落过程中石块所受合力是多少？

Answer 1

分析 （1）石块上升和下落时会受到重力和空气阻力的作用，计算、分析各力画出力的示意图；
（2）石块受到的两个属于同一直线上两个力，分别计算两种情况下的合力即可．

解答 解：
（1）由G=mg，石块的重力G=0.24kg×10N/kg=2.4N，
由题知，F_阻=$\frac{1}{4}$G=$\frac{1}{4}$×2.4N=0.6N，
石块上升时，相对空气向上运动，受到空气对它向下的阻力，如图所示：

石块下落时，相对空气向下运动，受到空气对它向上的阻力，如图所示：

（2）由于上升时，重力与阻力方向相同，所以F_合=G+F_阻=2.4N+0.6N=3N；
（3）由于下落时，重力与阻力方向相反，所以F_合=G-F_阻=2.4N-0.6N=1.8N．
答：（1）见上图；（2）上升时合力为3N；（3）下落时合力为1.8N．

点评 本题考查了示意图的画法及同一直线合力的计算，能够正确分析石块在两种情况下所受摩擦力的方向是解决问题的关键．