Question

11．以10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，它上升的最大高度为4m，设阻力大小恒定．（g=10m/s²）
（1）上升过程中物体克服空气阻力做的功为多少？
（2）物体落回抛出点时的动能是多少？
（3）物体从抛出到落回抛出点的整个过程中有多少机械能转化为内能？

Answer 1

分析 （1）根据动能定理求上升过程中物体克服空气阻力做的功．
（2）再对下降过程，运用动能定理列式求解物体落回抛出点时的动能．
（3）机械能减小量等于内能的增加量．

解答 解：（1）上升过程，根据动能定理得：
-mgh-W_f=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$  ①
解得 W_f=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$-mgh=$\frac{1}{2}×0.5×1{0}^{2}$-0.5×10×4=5J
（2）下降过程，根据动能定理得：
  mgh-W_f=E_k-0  ②
由①②解得物体落回抛出点时的动能  E_k=15J
（3）物体从抛出到落回抛出点的整个过程中，产生的内能为 Q=2W_f=10J
答：
（1）上升过程中物体克服空气阻力做的功为5J．
（2）物体落回抛出点时的动能是15J．
（3）物体从抛出到落回抛出点的整个过程中有10J机械能转化为内能．

点评 本题是有空气阻力的竖直上抛运动，关键受力分析后，正确运用动能定理列方程，也可以根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解．