题目内容

14.将小球以10m/s的初速度从地面竖直向上抛出,取地面为零势能面,小球在上升过程中的动能Ek、重力势能Ep与上升高度h间的关系分别如图中两直线所示,设阻力大小恒定,取g=10m/s2,下列说法正确的是(  )
A.小球的重力为2N
B.小球受到的阻力大小为0.25N
C.小球动能与重力势能相等时的高度为$\frac{21}{9}$m
D.小球上升到2m时,动能与重力势能之差为0.5J

分析 由图象可得最高点的高度,以及重力势能,由重力势能表达式可得小球的重力.由除了重力之外的其他力做功等于机械能的变化可以得到阻力大小.对小球由动能定理可得小球动能与重力势能相等时的高度.结合图象中的数据,分别求出h=2m处小球的动能和重力势能,然后求差即可.

解答 解:A、由图知,小球上升的最大高度为 h=4m.在最高点时,小球的重力势能 Ep=Gh=4J,得:小球的重力 G=$\frac{{E}_{p}}{h}$=1N.故A错误;
B、由除重力以外其他力做功 W其=△E可知:-fh=E高-E低,由图知,E高=0,E低=5J,解得:f=0.25N.故B正确;
C、小球的质量为 m=$\frac{G}{g}$=0.1kg
设小球动能和重力势能相等时的高度为H,此时有 mgH=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
由动能定理有:-fH-mgH=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv02,得:H=$\frac{20}{9}$m.故C错误;
D、由图可知,在h=2m处,小球的重力势能是2J,动能是$\frac{5}{2}$=2.5J,所以小球上升到2m时,动能与重力势能之差为2.5J-2J=0.5J.故D正确.
故选:BD

点评 该题首先要会从图象中获得关键信息,这种图象类型的题目,要关注图象的交点,斜率等,明确其含义,能够有利于解题.

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