将一个物体以初动能E0竖直向上抛出,落回地面时物体的动能为E0/2。设空气阻力大小恒定。如果将它以初动能4E0竖直上抛,则它在上升到最高点的过程中,重力势能变化了?
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将一个物体以初动能E0竖直向上抛出,落回地面时物体的动能为E0/2。设空气阻力大小恒定。如果将它以初动能4E0竖直上抛,则它在上升到最高点的过程中,重力势能变化了?
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初动能E0时:上升过程E0=mgh+Fh
空气阻力做功E0/2=2Fh,则 F=E0/4h,联立上式得:4mgh=3E0
下降过程mgh= E0/2+Fh,
初动能4E0时:上升过程4E0=mgh1+Fh1,h1=4h
联立以上几式mgh1=3 E0
解:对第一个过程,设空气阻力做功为W.
由动能定理有:
W=E0/2 - E0.
所以W= - E0/2.
由竖直上抛运动的对称性知:物体从地面到上升到最大高度,空气阻力做功为W/2.
第二个过程,设重力势能变化量为Ep.那么Ep= W1(W1是重力做的功)
由动能定理有:
W1 + W/2=0 -4 E0.
解得W1= - 15E0/4
所以Ep+15E0/4.