以10m/s的速度将质量是m的物体从地面竖直向上抛出,若忽略空气阻力,求: (1)物体上升的最大高度. (2)上升过程中何处重力势能和动能相等?(以地面为参考面)

问题描述:

以10m/s的速度将质量是m的物体从地面竖直向上抛出,若忽略空气阻力,求:
(1)物体上升的最大高度.
(2)上升过程中何处重力势能和动能相等?(以地面为参考面)

(1)以地面为参考面,设物体上升高度为h,由机械能守恒定律得:

1
2
mv02=mgh,
所以上升的最大高度为:h=
v 20
2g
=
102
2×10
=5m
(2)在地面:E1=
1
2
mv02
; 在高h1处Ek=Ep,E2=mgh1+
1
2
mv12
=2mgh1
由机械能守恒定律得:E1=E2
即:
1
2
mv02
=2mgh1
解得:h1=
v02
4g
=
100
4×10
=2.5m.
答:(1)物体上升的最大高度为5m.
(2)上升过程中高度为2.5m处重力势能和动能相等.