(2014•漳州二模)小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面.在上升至离地高度h处,小球的动能是势能的2倍,在下落至离地高度h处,小球的势能是动能的2倍,则h等于(  )A. H9B. 2H9C. 4H9D. 3H9

问题描述:

(2014•漳州二模)小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面.在上升至离地高度h处,小球的动能是势能的2倍,在下落至离地高度h处,小球的势能是动能的2倍,则h等于(  )
A.

H
9

B.
2H
9

C.
4H
9

D.
3H
9

设小球受到的阻力大小恒为f,小球上升至最高点过程,由动能定理得:
-mgH-fH=0-

1
2
m
v
2
0
…①
小球上升至离地高度h处时速度设为v1,由动能定理得:
-mgh-fh=
1
2
m
v
2
1
-
1
2
m
v
2
0
…②
又由题有:
1
2
m
v
2
1
=2mgh…③;
小球上升至最高点后又下降至离地高度h处时速度设为v2,此过程由动能定理得:
-mgh-f(2H-h)=
1
2
m
v
2
2
-
1
2
m
v
2
0
…④
又由题有:2×
1
2
m
v
2
2
=mgh…⑤;
以上各式联立解得:h=
4H
9

选项C正确,ABD错误.
故选:C
答案解析:对小球上升和下降过程反复运用动能定理,并且结合在h处动能和势能的数量关系,联立方程组问题可解.
考试点:机械能守恒定律;竖直上抛运动;重力势能.
知识点:在应用动能定理解题时,要灵活选择研究的过程,各个力做功的分析非常重要,本题中要注意上升和下降过程中阻力始终做负功.