从空中以10m/s的初速度平抛一个质量为1kg的物体,物体在空中运动了3s后落地,不计空气阻力,取g=10m/s,求物体3s内重力的平均功率和落地时的瞬时功率.

问题描述:

从空中以10m/s的初速度平抛一个质量为1kg的物体,物体在空中运动了3s后落地,不计空气阻力,取g=10m/s,求物体3s内重力的平均功率和落地时的瞬时功率.

如图所示,物体从抛出到落地的竖直位移为h,则3s内重力的平均功率为:
 

.
P
=
W
t
=
mgh
t

又 h=
1
2
gt2

整理得:
.
P
=
mg•
1
2
gt2
t
=
1
2
mg2t
=
1
2
×1×102×3
W=150W
物体在3s末的瞬时速度为v,则重力在3s末的瞬时功率为:
  P=mgvy 
又vy=gt
整理得:P=mg2t=1×102×3W=300W
答:物体3s内重力的平均功率为150W,落地时的瞬时功率为300W.
答案解析:由公式W=mgh求出重力做的功,根据.P=Wt求出重力的平均功率.根据P=mgvy、vy=gt求出重力的瞬时功率.
考试点:功率、平均功率和瞬时功率.
知识点:解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,以及知道平均功率和瞬时功率的区别.