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简答题

从离地面高10 m处以4m/s的初速度水平抛出一个质量为0.2 kg的物体,不计空气的阻力,抛出后第1 s内重力做功为 J,第1s末重力的瞬时功率是 W。

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答案:

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解析:

本题考查平抛运动的概念和重力做功的计算。
平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动,重力做的功等于重力与物体下落高度的乘积。由自由落体运动的规律知,物体下落的高度为$h=\frac{1}{2}gt^{2}$,因此,重力做的功为$W_{G}=mgh=\frac{mg^{2}t^{2}}{2}$。代入数据得到第一秒内重力做功为$W_{G}=mgh=\frac{mg^{2}}{2}=9.6J$。第1s末重力的瞬时功率为$P=mgv$,其中$v$是物体瞬时速度的竖直分量,即$v=gt$,代入数据得到瞬时功率为$P=mg^{2}t=19.2W$。因此,抛出后第1 s内重力做功为9.6 J,第1s末重力的瞬时功率是 19.2 W。

创作类型:
原创

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