Question

12．一只质量为1kg的小球，从距水平地面5m高的点以8m/s的初速度水平抛出．不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s²．求：
（1）小球刚抛出时相对于水平地面的重力势能；
（2）小球在空中飞行的时间；
（3）小球抛出的水平距离．

Answer 1

分析 （1）小球刚抛出时相对于水平地面的重力势能由公式E_P=mgh求解，式中h是小球相对于参考平面的高度．
（2）小球做平抛运动，飞行时间由抛出点的高度决定，竖直方向做自由落体运动，由h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$求解时间．
（3）小球水平做匀速直线运动，由公式x=v₀t求解水平距离．

解答 解：（1）小球刚抛出时相对于水平地面的重力势能为：E_P=mgh，
解得：E_P=10×5J=50J
（2）根据平抛运动的特点有：h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
得：t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=1s
（3）小球抛出的水平距离为：x=v₀t=8m
答：（1）小球刚抛出时相对于水平地面的重力势能是50J；
（2）小球在空中飞行的时间是1s；
（3）小球抛出的水平距离是8m．

点评 解答本题关键掌握平抛运动的分解方法和相应的规律：竖直方向做自由落体运动，水平做匀速直线运动．