题目内容

10.某同学将质量为m的一瓶矿泉水竖直向上抛出,水瓶以$\frac{5}{4}$g的加速度匀减速上升,上升的最大高度为H,水瓶往返过程受到的阻力大小不变,则(  )
A.上升过程中矿泉水的动能变量为mgH
B.上升过程中矿泉水的机械能减少了$\frac{1}{4}$mgH
C.水瓶落回地面时动能大小为$\frac{3}{4}$mgH
D.水瓶上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态

分析 由牛顿第二定律可分析物体受到的合力,则可求得摩擦力;由动能定理即可求得动能的改变量;根据重力之外的力做功等于机械能的改变量可求得机械能的改变量;对下落过程由动能定理可求得动能的增加量.

解答 解:A、上升过程受到的合外力F=mg+f=$\frac{5}{4}$mg;则f=$\frac{1}{4}$mg
合外力做功W=-$\frac{5}{4}$mgH;由动能定理可知,上升过程中水瓶的动能改变量为$\frac{5}{4}$mgH;故A错误;
B、机械能的改变量等于重力之外的其他力做功,故机械能的减小量为fH=$\frac{1}{4}$mgH;故B正确;
C、下落过程,合力为F′=mg-$\frac{1}{4}$mg=$\frac{3}{4}$mg;故由动能定理可知,落回地面上的动能为EK=F′H=$\frac{3}{4}$mgH;故C正确;
C、由于物体的加速度一直向下,故物体一直处于失重状态;故D错误
故选:BC;

点评 本题考查动能定理及牛顿第二定律的应用,要注意正确分析物理过程及受力情况,明确功能关系中各种功和能量之间的对应关系.

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