Question

10．质量为1kg的物体，在空中由静止开始自由落下，经5s落地（g=10m/s²）．前2s内小球的动能增量为200J；前2s内重物做功的功率为100W；第2s末重力做功的瞬时功率200W；前2s内小球的重力势能变化量为-200J．

Answer 1

分析 由速度时间公式求出2 s末小球的速度，进而求出前2 s内小球的动能增量和第2 s末重力做功的瞬时功率，由位移公式可求得物体第2 s内通过的位移，由功的公式可求出重力所做的功，先求出2s内下降的高度，即可求得重力做功，判断出势能的变化

解答 解：2s末的速度v₂=gt=20m/s，所以前2s内小球的动能增量为E_k=$\frac{1}{2}m{v_2}^2-0=200J$；
2s内下降的高度为h=$\frac{1}{2}{gt}_{2}^{2}=20m$，故重力做功为W=mgh=200J，平均功率$\overline{P}=\frac{W}{t}=\frac{200}{2}W=100W$，
第2s末的速度为v₂=gt=20m/s，重力做功的瞬时功率为P=mgv₂=200W；
势能的变化量为△E_p=-W=-200J
故答案为：200J；100W；200W；-200J．

点评 本题主要考查了自由落体运动的基本公式及功率公式的直接应用，难度不大，属于基础题．