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题目:一质量为m的物体,在距地面h高处以初速度v0竖直向上抛出,空气阻力恒为f,取抛出点为势能零点,求:
(1)上升到最高点时物体的重力势能;
(2)上升过程中物体克服空气阻力做的功;
(3)上升过程中动能和重力势能相等的位置。
解答:
(1)物体在最高点时的重力势能为:
E_{p} = mgh_{0}
(2)上升过程中物体克服空气阻力做的功为:
W_{f} = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2} - mgh_{0} = \frac{1}{2}mv_{0}^{2}(f + g)h_{0}
(3)设物体在高度为h_{1}处动能和重力势能相等,则有:
mgh_{1} = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}
解得:h_{1} = \frac{v_{0}^{2}}{2g(f + g)} + h_{0}
这个例子涵盖了高中物理中的一些基本概念和公式,包括动能、势能、空气阻力等,同时也涉及到一些简单的运动学问题。希望这个例子能够对你有所帮助。