在大风的情况下,一小球m自A点竖直向上抛出,其运动轨迹如图所示.小球运动轨迹上A、B两点在同一水平线上,M点为轨迹的最高点.若风力的大小恒定、方向水平向右,小球抛出时的动能为4J,在M点时它的动能为2J,不计其它的阻力.求:
(1)小球水平位移S1与S2的比值
(2)小球所受风力F与重力G的比(结果可用根式表示)
(3)小球落回到B点时重力的瞬时功率P的表达式.
【答案】(1)S1:S2=1:3 (2)(3)
【解析】(1)因竖直方向做竖直上抛运动,y方向上升和下落时间相等,即A→M和M→B的时间相等.
在水平方向,根据S=at2/2有:S1=at2/2
由上两式得S1:S2=1:3
(2)A→M水平方向vM=axt=Ft/m
竖直方向vA=ayt=Gt/m
由上三式得:
(3)根据上抛运动的对称性,B点竖直速度为-vA,有:
vA′=vA
由上得