Question

11．以10m/s的初速度豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體，它上升的最大高度為4m，設(shè)阻力大小恒定．（g=10m/s²）
（1）上升過(guò)程中物體克服空氣阻力做的功為多少？
（2）物體落回拋出點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是多少？
（3）物體從拋出到落回拋出點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動(dòng)能定理求上升過(guò)程中物體克服空氣阻力做的功．
（2）再對(duì)下降過(guò)程，運(yùn)用動(dòng)能定理列式求解物體落回拋出點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能．
（3）機(jī)械能減小量等于內(nèi)能的增加量．

解答 解：（1）上升過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得：
-mgh-W_f=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$  ①
解得 W_f=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$-mgh=$\frac{1}{2}×0.5×1{0}^{2}$-0.5×10×4=5J
（2）下降過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得：
  mgh-W_f=E_k-0  ②
由①②解得物體落回拋出點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能  E_k=15J
（3）物體從拋出到落回拋出點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中，產(chǎn)生的內(nèi)能為 Q=2W_f=10J
答：
（1）上升過(guò)程中物體克服空氣阻力做的功為5J．
（2）物體落回拋出點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是15J．
（3）物體從拋出到落回拋出點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中有10J機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

點(diǎn)評(píng) 本題是有空氣阻力的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵受力分析后，正確運(yùn)用動(dòng)能定理列方程，也可以根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解．