作业帮 > 物理 > 作业

在二十米高处有一个质量为0.1kg的小球现将小球以20m/s的初速度抛出

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/16 13:01:39
在二十米高处有一个质量为0.1kg的小球现将小球以20m/s的初速度抛出
求下面三种情况中,从抛出到落地的全过程中,重力对小球做的功和平均功率
1、上抛
2、平抛
3、自由下落
1、3两种情况的理由讲一下
首先计算三种情况下重力所作的功
因为三种情况下初始位置一样,而重力始终竖直向下,大小不变,所以3种情况下均为E=mgh=20J.1中的情况也是如此,因为小球上升的时候重力做负功,下降的时候做正功,二者的差值还是mgh.
1、先求上抛时间,首先小球上升,速度降低一直到0,时间t1=v/g=2s,上升高度为h1=20M,此时总高度H=20=20=40m,再求下降的时间,t2=√(2H/g)=√(8),所以总时间t=t1+t2=2+2√2
功率p=E/t=20/(2+2√2)
2、平抛,这个比较简单了,因为竖直方向下只受重力作用,所以根据竖直方向下速度变化求出下降时间t=√(2h/g)=2s,所以p=20/2=10
3、自由落体
这个和平抛其实是一样的,因为这两种情况下竖直方向的速度变化是一样的,竖直方向都为匀加速运动,所以时间一样,功一样,功率一样,下降时间t=√(2h/g)=2s,所以p=20/2=10.
注:√为根号
再问: 3中不是有初速度吗? 为什么做的功还是二十焦
再答: 3中是自由下落,自由下落的定义是没有初速度,初速度为0,只在重力作用下做匀加速运动。而且题意中也说是以20m/s的初速度抛出,只限于抛出,不适用3中情况。 你可以去查下自由落体的定义,着重指出了初速度不为0的运动不为自由落体运动。 而且就算有初速度,做功大小只和高度有关,还是为mgh,只是时间变短,功率变大。
再问: 那3到底是不是自由落体 那个初速度到底该怎么考虑 初速度有和没有对做功和时间有什么影响
再答: 3说了是自由落体,初速度为0,所以不考虑抛出速度的。而且从题意看也没必要考虑那个抛出速度的,不然就丧失了题目考核的意义。 要是真有初速度的情况下下落的话对做功没影响,只影响功率,因为下降速度变快了,时间变短,功率也随之增大
再问: 你的意思是题目出错了
再答: 题目没有出错,是你理解的角度出现了偏差,3中说了是自由落体就说明没有初速度,所以不用考虑抛出速度的
再问: 题目说的是自由下落诶,不是自由落体 为什么有初速度做的功不变
再答: 力是固定的,G,距离不变,根据做功公式F*S不变,所以做功不变,这是从做功的定义上说明做功不变的。 从能量角度上讲,物体的能量变化是动能增加,重力势能减少,重力势能的减少就是重力做的功,重力势能的变化只和它所在位置有关,二者位置的差值也为mgh。