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小物体A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v从顶端滑到底端,而相同的物体B以同

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解决时间 2021-02-14 23:03
小物体A沿高为h、倾角为θ的光滑斜面以初速度v从顶端滑到底端,而相同的物体B以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛。其中有一个选项是从开始运动至落地过程中,重力对它们做功的平均功率相同。我的问题是怎么样用公式证明 他们到达地面的时间是不同的,来说明平均功率不同》?
最佳答案
两种情况下,在重力方向上的位移都是h,所以重力做功是相等的,即:
W1=W2=mgh

根据能量守恒,1/2mv²+mgh=1/2mv'²,物体落地速度的绝对值都是相等的,即:
|v1'|=|v2'|=√(v²+2gh)=v'

第一种情况沿斜面下滑的加速度a1=gsinθ,
初速度与末速度方向相同
v1'=v+a1t1
t1=(v'-v)/a1 = (v'-v)/(gsinθ)

第二种情况,初速度方向向上,加速度方向向下,末速度方向向下,将向上定义为正,则有:
-v'=v-gt2
t2 = (v'+v)/g

如果t1=t2,即(v'-v)/(gsinθ)= (v'+v)/g,v'(1-sinθ)=v(1+sinθ)
即(1-sinθ)√(v²+2gh)=v(1+sinθ)
2inθv² = gh(1-sinθ)²
即,当初速度 v = (1-sinθ)√[gh/(2sinθ)],时,平均功率是可以相等的。
全部回答
两个物体在运动的过程中机械能守恒,可以判断它们的落地时的速度的大小,再由平均功率和瞬时功率的公式可以得出结论. 解答:解:a、两个小球在运动的过程中都是只有重力做功,机械能守恒,所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速率相同,故a正确. b、重力做功只与初末位置有关,物体的起点和终点一样,所以重力做的功相同,所以b错误. c、平均功率等于做功的大小与所用的时间的比值,物体重力做的功相同,但是时间不同,所以平均功率不同,所以c错误. d、由于两个物体落地时的速度的方向不同,由瞬时功率的公式可以知道,重力的瞬时功率不相同,所以d错误. 故选a. 点评:在分析功率的时候,一定要注意公式的选择,p=wt只能计算平均功率的大小,而p=fv可以计算平均功率也可以是瞬时功率,取决于速度是平均速度还是瞬时速度.
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