质量为M的物体离地面高度为h时,它的重力势能Ep=Mgh(g=10N/kg).现从地面竖直向上抛一个物体,物体能够上升的最大高度为4m,然后落回到地面,整个过程空气阻力不能忽略,若上升过程中物体的重力势能和动能相等时,物体离地面的高度记为h1,下落过程中物体重力势能和动能相等时,物体离地面的高度记为h2,则( )
A.h1>2m,h2>2m B.h1<2m,h2<2m
C.h1>2m,h2<2m D.h1<2m,h2>2m
解析:可用“赋值法”解题。
上升过程中:设物体上升开始时的动能为100J,因空气阻力使上升到最高点的重力势能小于100J,设为90J。则上升或下降2m转化为内能的机械能为5J,不难理解,高度为2m处的重力势能为45J。此处的动能为100J-5J-45J=50J。因动能大于重力势能,欲使其动能与重力势能相等,需减小动能,增大重力势力。故高度
h1>2m
下降过程中,下降至2m时,显然其重力势能为45J。而其动能因为空气阻力,机械转化为内能的值为5J。故动能为
45J-5J=40J
由于重力势能大于动能,需再下降一段距离,使动能增大,重力势能减小。故高度
h2<2m>
综上可见选项C正确。
答案:C
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