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題目:
一個質量為 m 的小球,在距地面高度為 H 的位置以初速度 v0 拋出,不計空氣阻力,求小球落地時的速度大小。
解析:
小球在運動過程中只受到重力作用,因此機械能守恒。根據機械能守恒定律,有:
初始機械能:E1 = 1/2mv02
末態機械能:E2 = 0
由于小球在運動過程中只受到重力作用,因此重力做功與路徑無關,只與高度有關。因此有:
重力做功:W = mgh = mgH
根據能量守恒定律,有:
初始機械能 = 末態機械能 + 重力做功
代入數據可得:
E1 = E2 + W = 0 + mgH
解得:v2 = v02 - 2gh = v02 - 2mgH
所以小球落地時的速度大小為√(v02 - 2mgH)。
答案:√(v02 - 2mgH)