Question

8．風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是指在風(fēng)洞中安置飛行器或其他物體模型，研究氣體流動(dòng)與其相互作用，以了解實(shí)際飛行器或其他物體的空氣動(dòng)力學(xué)特性的一種實(shí)驗(yàn)方法．某風(fēng)洞空間能產(chǎn)生速度恒為v₀的水平風(fēng)，在其空中某一位置，以大小為v₀的對(duì)地速度水平逆風(fēng)射出一質(zhì)量為m的物體，由于受到恒定的水平風(fēng)力作用，經(jīng)時(shí)間t物體下落一段距離后其速度的水平分量大小仍為v₀，方向與拋出時(shí)速度相反．設(shè)豎直方向阻力不計(jì)，則在這段時(shí)間內(nèi)下列說法中正確的是（　　）

• A． 水平風(fēng)力對(duì)物體做負(fù)功
• B． 重力的功率先減小后增大
• C． 物體機(jī)械能減少量為$\frac{1}{2}$mg²t²
• D． 物體的動(dòng)能增加量為$\frac{1}{2}$mg²t²

Answer 1

分析 根據(jù)動(dòng)能定理求解風(fēng)力對(duì)物體做功．物體在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由P=mgv_y分析重力的功率變化情況．根據(jù)動(dòng)能和重力勢能的變化分析機(jī)械能的變化．

解答 解：A、研究水平方向，水平方向物體的動(dòng)能變化量為零，根據(jù)動(dòng)能定理知，風(fēng)力對(duì)物體做功為零，故A錯(cuò)誤．
B、物體在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，速度不斷增大，而重力的功率等于重力和豎直分速度的乘積，即有 P=mgv_y，所以重力的功率一直增大，故B錯(cuò)誤．
C、物體下落的高度為 h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$，重力勢能減小量為△E_p=mgh=$\frac{1}{2}$mg²t²．由于物體的動(dòng)能增加，所以物體機(jī)械能減少量小于$\frac{1}{2}$mg²t²．故C錯(cuò)誤．
D、物體的動(dòng)能增加量為△E_k=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=$\frac{1}{2}m（{v}_{0}^{2}+{v}_{y}^{2}）$-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=$\frac{1}{2}m{v}_{y}^{2}$=$\frac{1}{2}m（gt）^{2}$=$\frac{1}{2}$mg²t²．故D正確．
故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題整合了動(dòng)能定理、自由落體運(yùn)動(dòng)等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，采用運(yùn)動(dòng)的分解方法研究，要注意重力做功的功率等于重力與豎直分速度的乘積，不等于重力與速度的乘積．