在水平地面处,以30m/s的初速度竖直向上抛出一个小球,不计阻力.求: (1)球距地面多高处,它的重力势能是动能的2倍? (2)若小球在运动过程中,动能是重力势能的2倍时,它的速度

问题描述:

在水平地面处,以30m/s的初速度竖直向上抛出一个小球,不计阻力.求:
(1)球距地面多高处,它的重力势能是动能的2倍?
(2)若小球在运动过程中,动能是重力势能的2倍时,它的速度多大?

设地面为零势能面,则有:
(1)小球在运动过程中机械能守恒,则有机械能守恒可知

1
2
mv02=mgh+
1
2
mgh;
解得h=
v 20
3g
=30m;
(2)由机械能守恒可知:
1
2
mv02=
1
2
mv2+
1
2
×
1
2
mv2
解得:v=
2
3
v
20
=24.5m/s;
答:(1)球距地面30m处,它的重力势能是动能的2倍;(2)动能是重力势能的2倍时,它的速度为24.5m/s.