Question

将物体以60J的初动能竖直向上抛出,当它上升到某点P时,动能减为10J,机械能损失10J,若空气阻力大小不变,则物

将物体以60J的初动能竖直向上抛出,当它上升到某点P时,动能减为10J,机械能损失10J,若空气阻力大小不变,则

在最高点处的重力势能为？ 答案为40J
落地时动能为？ 答案为20J

要过程！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

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打错了 纠正： 将物体以60J的初动能竖直向上抛出,当它上升到某点P时,动能减少了30J,机械能损失10J,若空气阻力大小不变,则

Answer 1

物体重力势能增加量=动能减少量-机械能减少量=30-10=20J
升高高度h=20/mg
阻力大小F=W/h=10/20/mg=1/2mg (其中W=ΔE，即机械能减少量)
由最开始升到最高点由能量守恒有，设高度为h'
60=mgh'+Fh'
解得h'=40/mg
重力势能Ep=mgh'=40J
从最高点到落地由动能定理有
mgh'-Fh'=Ek
解得Ek=1/2mgh'=1/2mg*40/mg=20J

Answer 2

设P点高度为h，物体质量为m，阻力为f
动能减少30J，机械能损失10J
ΔEk1=-mgh-fh=-30J
损失的机械能为阻力损耗，就是fh=10J
所以mgh=20J
所以mgh=2fh
mg=2f
最高点动能为0
ΔEk2=-mgH-fH=-H(mg+f)=-3fH=-60J
ΔEk1=-mgh-fh=-h(mg+f)=-3fh=-30J
H=2h
所以最高点重力势能为mgH=2mgh=40J
因为阻力大小不变，所以上升下降损耗的机械能一样
上升损耗fH=fh=20J
总共损耗40J
落地时与开始时重力势能相同，机械能损耗就体现在动能损耗上
所以落地动能就只有20J

Answer 3

去到p点时，物体的动能为30J，机械能损失10J的话，根据能量守恒，重力势能为20J，由这里可以看出，每30J的动能就可以转为20J的重力势能，以及有10J的能量损失，所以设P点的高度为h，因为P点时还有30J的动能，所以物体还会上升，并且还会按照上面的规律转化，所以物体最高点H=2h，一共有20J的能量损失，最高点时，物体只有重力势能为40J，下降过程，同样要损失20J，故最后物体落到抛出点是的动能为20J

Answer 4

以抛物点为零势点则开始时机械能为60J当升到P时动能减少30J机械能减少10J则重力势能增加20J又因为阻力不变则物体在每一段内动能都按照1：2的比例分别被损失和转化为重力势能所以60*2/3=40为最高点重力势能最后40-20=20J