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质量为0.5 kg的球自30 m高的塔顶自由下落,球下落2 s时的重力势能是多少?(g取10 m/s2,取地面为零势能参考平面)

解析:要想求球下落2 s时的重力势能,应该先求出2 s末物体距地面的高度是多大.球下落2 s时,球下落的高度为:h=gt2=×10×22 m=20 m,此时小球距地面的高度为10 m,取地面为零势能参考平面,则小球的重力势能为:

Ep=mgh=0.5×10×10 J=50 J.

答案:50 J

练习册系列答案
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如图4-5-25所示,底座A上装有长0.5 m的竖直杆,其总质量为2 kg.杆上套有质量为0.5 kg的滑环B,环与杆间有摩擦,当环从竖直杆的下端以初速度v=4 m/s向上运动时,刚好能到达杆顶.求:

(1)在环上升过程中,底座对水平面的压力;

(2)环从杆顶回落时,底座对水平面的压力.

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如图3所示,传输带与水平面间的倾角为37°,皮带以10 m/s的速率运行,在传输带上端A处无初速地放上质量为0.5 kg的物体,它与传输带间的动摩擦因数为0.5.若传输带A到B的长度为16 m,则物体从A运动到B的时间为多少??

图3

 

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用质量为0.5 kg的铁锤去打击质量为50 g的铁钉,已知锤打击铁钉时的速率为12 m/s,且每打击后铁锤不再弹起,如果在打击时有80 %的能量变成内能,并且这些热量有50 %被铁钉吸收,现要使铁钉温度升高10 ℃,问要打多少次铁钉?〔不计铁钉的体积变化,铁的比热容为460 J/(kg·℃)〕

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在离水平地面45 m的高处以10 m/s的初速度沿水平方向抛出一个质量为0.5 kg的小球,不计空气阻力,求:

(1)在第1 s内、第2 s内、第3 s内重力势能的改变量之比ΔEp1∶ΔEp2∶ΔEp3是多少?

(2)在第1 s内、第2 s内、第3 s内?的动能变化量之比ΔEk1∶ΔEk2∶ΔEk3是多少?

(3)设物体在地面上的重力势能为零,在什么高度处重力势能和动能相等?(取g=10 m/s?2

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