Question

一个质量为0.4kg的物体，在12m高处由静止下落，若空气阻力为1.5N，求：
（1）落到地面的过程中物体所受重力做了多少功？物体的重力势能改变多少？
（2）物体所受合外力做了多少功？物体的动能改变多少？
（3）物体的落地速度大小？（g取10m/s²）

Answer

（1）由功的计算公式可以求出重力做的功，重力势能的该变量等于重力做的功；
（2）由功的公式可以求出合外力做的功，由动能定理可得，动能的改变等于合外力做的功；
（3）由动能定理可以求出物体落地时的速度．
【解析】
（1）重力做的功WG=mgh=0.4×10×12=48J，
重力势能减少了△EP=48J；
（2）合外力做的功W合=（mg-f）h=（0.4×10-1.5）×12=30J，
由动能定理可得，物体动能增加△EK=30J．
（3）由动能定理可得：（mg-f）h=mv2-0，解得：v=5m/s；
答：（1）物体所受重力做了48J的功，物体的重力势能减少了48J．
（2）物体所受合外力做了30J的功，物体的动能增加了30J．
（3）物体的落地速度大小为5m/s．