题目内容
16.将一个质量m=lkg的小球以v=10m/s的速度从距地面5米高处水平抛出,不计空气阻力,取g=10m/s2.(1)问小球在从抛出后到落地前的运动过程中机械能守恒还是不守恒?
(2)求小球抛出时的动能Ek.
(3)求小球落地时的速度大小和方向.
分析 (1)分析小球的受力情况,根据机械能守恒的条件有确机械能是否守恒;
(2)根据动能的定义式即可求出抛出时的动能;
(3)根据机械能守恒定律可求得落地时的速度,再根据运动的合成和分解规律可求得速度的方向.
解答 解:(1)由于小球水平抛出,抛出后在空中只受重力,故机械能一定守恒;
(2)抛出时的动能EK=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{1}{2}×1×100$=50J;
(3)根据机械能守恒定律可知:
mgh=$\frac{1}{2}$mv′2-Ek
代入数据解得:v'=10$\sqrt{2}$m/s
根据运动合成和分解规律可知:
sinθ=$\frac{\sqrt{2}}{2}$
代入数据解得:θ=45°
答:(1)小球在从抛出后到落地前的运动过程中机械能守恒;
(2)小球抛出时的动能Ek为50J;
(3)小球落地时的速度大小为10$\sqrt{2}$N,方向与水平方向成45°.
点评 本题利用平抛运动规律考查机械能守恒定律的应用,要注意明确机械能守恒的条件及应用,同时注意明确平抛运动中运动的合成和分解规律的正确应用,知道合速度等于水平速度和竖直分速度的合速度.
练习册系列答案
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