问答题 一质量为m的物体以速度v0从原点沿y轴正方向上升,假设空气阻力与物体的运动速度平方成正比(比例系数k>0),试求物体上升的高度所满足的微分方程及初始条件,并求物体上升的最大高度。

【正确答案】根据牛顿第二定律,物体上升的高度y=y(t)所满足的微分方程为,初始条件为y(0)=0,y'(0)=v0
代入方程,得
记a2=g,
积分得,t=0时,v=v0,故

令v=0,得上升到最高点的时间为

上升的最大高度为
【答案解析】[考点] 微积分在物理中的应用