在距离地面高度为15m的地方,以30m/s的初速度竖直上抛一个物体(不计空气阻力).问:1)在离地面多少米处,它的重力势能等于动能2)经过多长时间,重力势能为动能的两倍

问题描述:

在距离地面高度为15m的地方,以30m/s的初速度竖直上抛一个物体(不计空气阻力).
问:1)在离地面多少米处,它的重力势能等于动能
2)经过多长时间,重力势能为动能的两倍

1、选地面为零势能参考平面
根据抛出初速度,算出能上抛过程能上升45m,即抛出最高点到地面的距离为60m
从最高点*下落,机械能守恒,所以在离地面30m处,重力势能等于动能。
2、在离地面40m处,重力势能是动能的两倍
上升过程花时间3s,再下降20m,花时间2s,故经过5s,重力势能为动能的两倍

(1)设在离地面H米处,它的重力势能等于动能
根据能量守恒
2mgH=mg*15+m*30*30/2
解得:H=30米
(2)经过时间t ,重力势能为动能的两倍
根据能量守恒
3mg(15+30t-gt^2/2)/2=mg*15+m*30*30/2
解得:t=1s,和t=5s