Question

【題目】在物理學(xué)中，物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能，其表達(dá)式為Ep= mgh；物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能，它的表達(dá)式為Ek=mv2，其中m為質(zhì)量，h為物體距水平地面的高度，v為物體的運(yùn)動(dòng)速度，g為常量，取10 N/kg。如圖所示是運(yùn)動(dòng)員投擲鉛球的場(chǎng)景，運(yùn)動(dòng)員在距地面高h=1.5 m處，將質(zhì)量為4 kg的鉛球以6 m/s的速度沿斜上方拋出，空氣阻力忽略不計(jì)。求：

(1)鉛球剛被拋出時(shí)的動(dòng)能Ek1和重力勢(shì)能Ep1；

(2)鉛球落地前瞬間的動(dòng)能Ek2。

Answer 1

【答案】(1) 72J； 60J；(2) 132J

【解析】

(1) 物體被拋出時(shí)的動(dòng)能

Ek1=mv2=×4kg×(6m/s)2=72J

被拋出時(shí)的動(dòng)能72J。

由題意可得，物體被拋出時(shí)的重力勢(shì)能

Ep1=mgh=4kg×10N/kg×1.5m=60J

被拋出時(shí)的重力勢(shì)能為60J。

(2)由于不計(jì)空氣阻力的影響，鉛球從被拋出到落地前的瞬間機(jī)械能守恒。落地前瞬間鉛球的重力勢(shì)能為Ep2=0，所以重力勢(shì)能的減少量為

Ep1- Ep2= 60 J

因此動(dòng)能的增加量為

Ek2- Ek1=60 J

故

Ek2= Ek1 +60 J=72 J+60 J=132 J

鉛球落地前瞬間的動(dòng)能為132 J。

答：(1)物體被拋出時(shí)的動(dòng)能為72J，重力勢(shì)能為60J；

(2)物體落地前瞬間的動(dòng)能EK2為132J。