题目内容

将一质量为2kg的物体以24m/s的初速度由地面竖直向上抛出,直至落回地面,在向上运动的过程中,其加速度大小为12m/s2,在整个运动过程中,空气阻力大小恒定(g取m/s2
求:(1)前4s内克取重力做功的平均功率;
(2)前4s内阻力所做的功.
分析:(1)在向上运动的过程中,根据牛顿第二定律求出阻力大小,根据运动学基本公式求出上升的最大高度和上升的时间,再根据牛顿第二定律求出下落时的加速度,根据运动学基本功公式和重力做功公式W=mgh求出重力做的功,根据P=
W
t
求解平均功率;
(2)求出前4s的路程,根据W=-fs即可求解
解答:精英家教网解:(1)在向上运动的过程中
mg+Ff=ma
解得:Ff=4N
最大高度H=
v
2
0
2a
=24m

上升到最大高度所用时间为:t1=
v0
a
=2s

之后,物体下落.mg-Ff=ma'
解得:a'=8m/s2
所以h=
1
2
a′(t-t1)2=16m

重力做功为WG=-mg(H-h)=-160J
平均功率PG=
WG
t
=40W

(2)阻力做功为:Wf=-Ff(H+h)=-160J
答:(1)前4s内克取重力做功的平均功率为40W;
(2)前4s内阻力所做的功为-160J.
点评:本题主要考查了牛顿第二定律、运动学基本公式及恒力做功公式的直接应用,难度适中.
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