Question

9．在距地面20m高处，以10m/s的速度水平抛出一质量为1kg的物体，g取10m/s²，求：
（1）第1s内物体重力势能的变化；
（2）第1s末重力对物体做功的瞬时功率；
（3）第1s内重力对物体做功的平均功率．

Answer 1

分析 （1）物体在竖直方向做自由落体运动，根据位移公式求得下降高度，有W=mgh求得重力做功，即可判断重力势能的变化；
（2）根据v=gt求得速度，有P=mgv求得瞬时功率
（3）根据W=Pt 求得平均功率

解答 解：（1）第1s内物体下落的位移h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×10×{1}^{2}m=5m$
重力做功W=mgh=50J
故重力时能变化50J
（2）死1s末物体竖直方向的速度v=gt=10m/s，故重力的功率P=mgv=100W
（3）平均功率P=$\frac{W}{t}=\frac{50}{1}W=50W$
答：（1）第1s内物体重力势能的变化为50J；
（2）第1s末重力对物体做功的瞬时功率为100W；
（3）第1s内重力对物体做功的平均功率为50W

点评 解决本题的关键知道重力做功的特点，以及会用动能定理解决问题，动能定理的优越性在于既适用于恒力做功，又适用于变力做功，既适用于直线运动，又适用于曲线运动．