如图所示,质量为m的铅球以速度v竖直向下抛出,抛出点距离沙土地的高度为H,落地后铅球陷入沙土中的深度为h,求:(1)小球落地时的速率,(2)小球落地时重力的功率,(3)沙土对铅

问题描述:

如图所示,质量为m的铅球以速度v竖直向下抛出,抛出点距离沙土地的高度为H,落地后铅球陷入沙土中的深度为h,
求:(1)小球落地时的速率,
(2)小球落地时重力的功率,
(3)沙土对铅球的平均阻力.

(1)小球下落到地面过程,由动能定理可得:
mgH=

1
2
mv′2-
1
2
mv2,解得:v′=
v2+2gH

(2)小球落地时重力的功率:
P=mgv′=mg
v2+2gH

(3)对整个过程,由动能定理得:
mg(H+h)-fh=0-
1
2
mv2
解得:f=
mg(H+h)
h
+
mv2
2h

答:(1)小球落地时的速率为
v2+2gH

(2)小球落地时重力的功率为mg
v2+2gH

(3)沙土对铅球的平均阻力为
mg(H+h)
h
+
mv2
2h