Question

【題目】(2015·上海）質(zhì)量為m的小球在豎直向上的恒定拉力作用下，由靜止開始從水平地面向上運動，經(jīng)一段時間，拉力做功為W ， 此后撤去拉力，球又經(jīng)相同時間回到地面，以地面為零勢能面，不計空氣阻力。求：
（1）球回到地面時的動能EK；
（2）撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F；
（3）球動能為W/5時的重力勢能Ep。

Answer 1

【答案】
（1）

W

（2）

F=

（3）

或

【解析】(1)撤去拉力時球的機械能為W ， 由機械能守恒定律，回到地面時的動能Ek1=W,
（2）設(shè)拉力作用時間為t ， 在此過程中球上升h ， 末速度為v ， 則h=at2, v=at, 由題意有-h=vt-gt2, 解得a=g
根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=ma ， 解得F=.
(3) 動能為時球的位置可能在h的下方或上方。設(shè)球的位置在h下方離地了h'處, (F-mg)h'=, 而(F-mg)h=, 解得h'=, 重力勢能Ep=mgh'=, 球的位置在h下上方離地而h'處， 由機械能守恒定律+mgh'=W因此重力勢能Ep=mgh'=
【考點精析】本題主要考查了牛頓第三定律的相關(guān)知識點，需要掌握牛頓第三運動定律指出了兩物體之間的作用是相互的，因而力總是成對出現(xiàn)的，它們總是同時產(chǎn)生，同時消失；作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力；作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，不可疊加才能正確解答此題．