以大小为V0=10m/s的初速度从地面竖直向上抛出一物体,所受的空气阻力大小是物体重的0.2倍,以地面为势能零点,求物体的动能和势能相等时物体离地面的高度.已经问过这个问题但是看不懂那人的过程.
问题描述:
以大小为V0=10m/s的初速度从地面竖直向上抛出一物体,所受的空气阻力大小是物体重的0.2倍,以地面为势能零点,求物体的动能和势能相等时物体离地面的高度.
已经问过这个问题但是看不懂那人的过程.
答
速度与时间的关系式为:v=v。—12t
动能与时间的关系为E=1/2mv²(将上式v代入可得)····················(1)
高度与时间的关系:h= (很简单,自己写)
重力势能与时间的关系:Ep=mgh(将上式h代入可得)················(2)
由(1)=(2)可得一个关于t的一元二次方程,这个得到的是上升过程的结果
下降过程类似,不同的是下降过程,加速度为8m/s²
答
首先求出物体能达到的最高点h0
由动能定理,动能的变量等于重力和空气阻力所做的功
-(mv^2)/2=-mgh0-fh0,其中f=0.2mg
解得h0=25/6
再假设物体下落到hm的高度时物体的动能和势能相等
则由动能定理
(mv^2)/2=mg(h0-h)-f(h0-h),其中(mv^2)/2=mgh
解得h=1.85
答
设物体上升的最大高度为H,下降过程中动能和势能相等时的高度为h,速度为v.
物体运动路程为H+H-h,故阻力做功为-0.2mg(2H-h),
动能定理:-0.2mg(2H-h)-mgh=(1/2)mv^2-(1/2)mv0^2①
动能和势能相等:mgh=(1/2)mv^2②
上升过程匀减速:2(g+0.2g)H=v0^2③
①②③联立,解得H=25/6m,h=50/27m≈1.85m.