题目内容
9.一质量为m=2kg的物体,从距地面高度为h=20m的地方自由下落.(不计空气阻力,g=10m/s2)求:(1)物体落地时的动能;
(2)第1s内的平均功率和落地时的瞬时功率.
分析 (1)根据动能定理求得物体落地时的动能;
(2)求出物体在自由下落1s内重力做的功,根据功率定义求出其平均功率;求出落地的末速度,再根据P=Fv求得其瞬时功率;
解答 解:(1)由动能定理知:
mgh=Ek-0
得:Ek=mgh=2×10×20J=400J
(2)物体自由下落1s下落的高度
h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×10×{1}^{2}$m=5m
此过程中重力做功w=mgh=2×10×5J=100J
所以重力在1s内的平均功率p=$\frac{W}{t}$=$\frac{100}{1}$=100W
根据自由落体运动规律知落地速度为v=$\sqrt{2hg}$=$\sqrt{2×10×20}$=20m/s
重力的瞬时功率P′=mgv=20×20=400W
答:(1)物体落地时的动能为400J;
(2)第1s内的平均功率为100W,落地时的瞬时功率为400W.
点评 掌握平均功率和瞬时功率的求法是正确解决前2问的关键,能根据机械能守恒或动能定理求物体落地时的动能.属于基础题目.
练习册系列答案
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