
一质量为m的质点,从某高处无初速地下落,设所受阻力与其速率的一次方成正比,即 ,则其收尾速度的大小为( ) A. ;( B. ;( C. 0 ;( D. 。
根据题意,质点从某高处无初速地下落,且所受的阻力与其速率的一次方成正比,可以利用牛顿第二定律来求解。
设质点的速度为 ,则质点所受的阻力大小为 ,其中 是阻力常数。
由于质点自由下落,除了重力外,受到阻力的作用,所以质点的运动方程为:
其中, 是质点的质量, 是加速度, 是重力加速度。
这方程可以写成:
将 改为 关于时间的导数,得到一个一阶线性常微分方程:
为了解这个方程,我们可以先分离变量并进行积分。最终可以得到稳态速度(即收尾速度)为:
所以,质点的收尾速度为 ,选项 B 即为正确答案。
答案是 B.