Question

【题目】(2015·上海）质量为m的小球在竖直向上的恒定拉力作用下，由静止开始从水平地面向上运动，经一段时间，拉力做功为W ， 此后撤去拉力，球又经相同时间回到地面，以地面为零势能面，不计空气阻力。求：
（1）球回到地面时的动能EK；
（2）撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F；
（3）球动能为W/5时的重力势能Ep。

Answer 1

【答案】
（1）

W

（2）

F=

（3）

或

【解析】(1)撤去拉力时球的机械能为W ， 由机械能守恒定律，回到地面时的动能Ek1=W,
（2）设拉力作用时间为t ， 在此过程中球上升h ， 末速度为v ， 则h=at2, v=at, 由题意有-h=vt-gt2, 解得a=g
根据牛顿第二定律，F-mg=ma ， 解得F=.
(3) 动能为时球的位置可能在h的下方或上方。设球的位置在h下方离地了h'处, (F-mg)h'=, 而(F-mg)h=, 解得h'=, 重力势能Ep=mgh'=, 球的位置在h下上方离地而h'处， 由机械能守恒定律+mgh'=W因此重力势能Ep=mgh'=
【考点精析】本题主要考查了牛顿第三定律的相关知识点，需要掌握牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的，因而力总是成对出现的，它们总是同时产生，同时消失；作用力和反作用力总是同种性质的力；作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可叠加才能正确解答此题．