以20m/s的初速度,从地面竖直向上抛出一物体,它上升的最大高度是18m.如果物体在运动过程中所受阻力的大小不变,则物体在离地面多高处,物体的动能与重力势能相等.(g=10m/s2)(  )

问题描述:

以20m/s的初速度,从地面竖直向上抛出一物体,它上升的最大高度是18m.如果物体在运动过程中所受阻力的大小不变,则物体在离地面多高处,物体的动能与重力势能相等.(g=10m/s2)(  )
A. 9.5m
B. 11.5m
C. 8.5m
D. 7.5m

设空气阻力大小为f,物体的质量为m,最大高度为H.对上升整个过程,根据动能定理得:
-(mg+f)H=0-

1
2
m
v 20
,得到f=
10
9
m

设物体在离地面h处,若在上升过程物体的动能与重力势能相等,根据动能定理得:
-(mg+f)h=
1
2
mv2
1
2
m
v 20
  ②
又据题mgh=
1
2
mv2
            ③
由①②③联立解得:h≈9.5m
若在下落过程物体的动能与重力势能相等,根据动能定理得:
-mgh-mg(2H-h))h=
1
2
mv2
1
2
m
v 20
  ④
由①③④联立解得:h=8.5m
故选AC