问题 问答题

以v0的速度竖直向上抛出一物体,如果忽略空气阻力的影响,求:

(1)物体上升的最大高度h;

(2)物体的重力势能为动能的一半时,物体离抛出点的高度h1

(3)物体的重力势能和动能相等时,物体离抛出点的高度h2

(4)物体的动能是重力势能的一半时,物体离抛出点的高度h3

(5)物体的速率减为

v0
2
时,物体离抛出点的高度h4.(要求h1、h2、h3、h4都用与最大高度h的关系来表示)

答案

(1)上升过程为匀减速直线运动,由位移速度公式得:

h=

v20
2g

(2)上升物体的机械能守恒,当物体的重力势能为动能的一半时,物体的重力势能为总能量的三分之一

故,mgh1=

1
3
mgh

所以,h1=

1
3
h

(3)上升物体的机械能守恒,当物体的重力势能为动能的一半时,物体的重力势能为总能量的二分之一

故:h2=

h
2

(4)上升物体的机械能守恒,当物体的重力势能为动能的一半时,物体的重力势能为总能量的三分之二

故:h3=

2h
3

(5)上升物体的机械能守恒,当物体的重力势能为动能的一半时,物体的重力势能为总能量的四分之三

故:h4=

3h
4

答:(1)物体上升的最大高度h=

v20
2g

(2)物体的重力势能为动能的一半时,物体离抛出点的高度为

h
3

(3)物体的重力势能和动能相等时,物体离抛出点的高度

h
2

(4)物体的动能是重力势能的一半时,物体离抛出点的高度

2h
3

(5)物体的速率减为

v0
2
时,物体离抛出点的高度
3h
4

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