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題目:
【例題】(2016長寧高三物理二模)一質量為m的物體,在距地面h高處以初速度v0豎直上拋,以地面為零勢能面,忽略空氣阻力。
【分析】
1. 物體在運動過程中只受重力作用,機械能守恒。
2. 上升到最高點時,重力勢能轉化為動能。
【解答】
根據機械能守恒定律,有:
E_{k0} = E_{p0} + mgh
其中E_{k0}為物體拋出時的動能,E_{p0}為物體拋出時的重力勢能,mgh為物體上升過程中增加的重力勢能。
由于忽略空氣阻力,物體上升和下降過程中機械能守恒,即:
E_{k0} = E_{k1} + E_{k2}
其中E_{k1}為物體到達最高點時的動能,E_{k2}為物體下落回原處時的動能。
根據動量定理,物體在上升和下降過程中受到的重力沖量等于物體動量的變化量。
I_{G} = ΔP = mΔv = m(v_{0} - v_{1}) - m(v_{2} - v_{0}) = - 2mv_{0}
其中v_{1}為物體到達最高點時的速度,v_{2}為物體下落回原處時的速度。
【答案】
物體的機械能減少了mgh,重力對物體做功-2mv_{0}。
【解析】
本題主要考查了機械能守恒定律、動量定理的應用,難度適中。