题目内容
【题目】质量为0.5kg的小球以初速度6m/s从地面竖直向上抛出,上升的最大高度为15m。若以地面为零势能面,空气阻力大小恒定,取g=10m/s2,求:
(1)空气阻力的大小;
(2)当小球动能减小为初动能的一半时,小球的重力势能的大小。
【答案】(1)1N(2)3.75J或1.875J
【解析】
(1)小球上升的过程,根据动能定理有:
0-mv02=-(mg+f)h
代入数据解得:
f=1N
(2)小球竖直向上运动时,动能减小为初动能的一半时,则有:
-(mg+f)h′=-
此时小球的重力势能为:
Ep1=mgh′
代入数据解得:
Ep1=3.75J
小球到达最高点后,竖直向下做加速运动,根据动能定理得:
(mg-f)h″=-0
此时小球的重力势能为:
Ep2=mg(h-h″)
解得:
Ep2=1.875J
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