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题目
题型:不详难度:来源:
质量为m的小木球从离水面高度为h处由静止释放,落入水中后,在水中运动的最大深度是h′,最终木球停在水面上.若木球在水中运动时,受到的阻力恒为Fμ,求:
(1)木球释放后的全部运动过程中,重力做的功是多少,它的重力势能变化了多少;
(2)全过程中水对木球的浮力做了多少功;
(3)分析木球的运动情况,根据你现有的知识能否求出水的阻力Fμ对木球做的总功.若能,请简要说明思路.
答案
(1)mgh (2)0
(3)水的阻力对木球做的功是-mgh
解析
1)因为重力做功与路径无关,只与过程初、末状态的高度有关,所以全过程尽管木球在水下做了许多往复运动,但所做的功由h的大小决定,即WG=mgh.木球的重力势能减少了mgh.
(2)水对木球的浮力是一个恒力,全过程木球在浮力作用下发生的位移是零,所以水的浮力做的功是零,或者从球在水中的每一个往复过程研究浮力对木球做的功:木球在水中下落时,浮力做负功,在水中上浮时浮力做等量的正功,所以木球的每一次往复运动,水的浮力对它做的功都为零,全部往复运动过程,浮力做功也为零.
(3)木球先是在空中自由下落,进入水中后由于阻力(包括浮力和因运动而产生的阻力Fμ)大于重力,木球做匀减速运动,直到速度为零;之后向上做加速运动,可能越出水面向上运动,至速度为零后再下落,但后一次在水中运动的深度将小于前一次深度,经过多次往复后,静止在水面上.
从全过程来看木球的重力势能减少了,减少的重力势能通过克服水的阻力做功而转化为内能.根据功是能量转化的量度知,球克服水的阻力Fμ做的功Wμ等于木球重力势能的减少,Wμ=mgh.
核心考点
试题【质量为m的小木球从离水面高度为h处由静止释放,落入水中后,在水中运动的最大深度是h′,最终木球停在水面上.若木球在水中运动时,受到的阻力恒为Fμ,求:(1)木球】;主要考察你对动能与重力势能等知识点的理解。[详细]
举一反三
质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升,如图5-4-6所示,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直方向上的恒定升力(该升力由其他的力的合力提供,不含重力),今测得当飞机在水平方向的位移为l时,它的上升高度为h.求:

图5-4-6
(1)飞机受到的升力大小;
(2)从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能.
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以下关于重力势能的说法中,正确的是(   )
A.地面上的物体的重力势能一定为零
B.质量大的物体重力势能一定大
C.高处物体的重力势能一定大
D.重力做正功时,物体的重力势能一定变化

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关于重力势能与重力做功,下列说法中正确的是(   )
A.物体克服重力做的功等于重力势能的增加
B.在同一高度,将物体以相同的初速度沿不同方向抛出到落地过程中,重力做的功相等,物体所减少的重力势能一定相等
C.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功
D.用手托住一个物体匀速上举时,手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和

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将一个物体以初动能E0竖直向上抛出,设所受阻力大小恒定,落回地面时物体的动能为E0/2。若将它以初动能4E0竖直向上抛出,则它在上升到最高点的过程中,重力势能变化了     ;落回地面时的动能为       
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弹弓是一种兵器,也是一种儿童玩具,它是由两根橡皮条和一个木叉制成的。拉伸橡皮的过程人对橡皮条做功,使其具有一定的弹性势能,放手后橡皮条的弹力做功,将储存的弹性势能转化为石子的动能,使石子以较大的速度飞出,具有一定的***伤力。试设计一个实验,求出橡皮条在拉伸到一定长度的过程中,弹力所做的功是多少?橡皮条具有的弹性势能是多少?(只要求设计可行的做法和数据处理方式,不要求得出结论)
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