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相关例题:
好的,这是一个关于高一物理中的自由落体运动的问题:
问题:一个质量为 m 的小球,从高为 H 的地方自由落下,触地后又反弹起来,且每次弹起的高度都为上次的 4/5,求小球触地过程中的机械能损失。
解答:
首先,我们需要理解自由落体运动的基本规律。自由落体运动是小球只受重力,且重力加速度始终为 g 的运动。当小球触地时,由于受到地面的反弹,其运动状态会发生改变。在这个问题中,我们关心的是小球触地过程中的机械能损失。
设小球从高度 H 处开始下落,触地后反弹到高度为 h 的位置。根据题目条件,h 是上次高度的 4/5。因此,我们可以得到 h = 0.8H。
在小球下落和反弹的过程中,只有重力做功,机械能守恒。这意味着小球的动能和重力势能之和保持不变。在小球触地时,其动能来自于下落过程中重力势能的转化;而在反弹时,其动能来自于碰撞地面的反冲,这些动能都来自于小球原来的机械能。
将 h = 0.8H 代入上式,得到 mgH = 0.2mgH。两边同时除以 mg,得到机械能的损失为:
ΔE = E_{总} - E_{触地前} = \frac{1}{2}mv^{2} - mgh = \frac{1}{2}mgH - \frac{1}{2} \times 0.8mgH = \frac{mgH}{2}
所以,小球触地过程中的机械能损失为 \frac{mgH}{2}。
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