一质量为m=2kg的物体，从距地面高度为h=20m的地方自由下落．（不计空气阻力，g=10m/s2）求：（1）物体落地时的动能；（2）第1s内的平均功率和落地时的瞬时功率．

Question

一质量为m=2kg的物体，从距地面高度为h=20m的地方自由下落．（不计空气阻力，g=10m/s²）求：
（1）物体落地时的动能；
（2）第1s内的平均功率和落地时的瞬时功率．

Answer 1

（1）由动能定理知：
mgh=E_k-0
得：E_k=mgh=2×10×20J=400J
（2）物体自由下落1s下落的高度
h=(1)/(2)gt2=(1)/(2)×10×12m=5m
此过程中重力做功w=mgh=2×10×5J=100J
所以重力在1s内的平均功率p=(W)/(t)=(100)/(1)=100W
根据自由落体运动规律知落地速度为v=√(2hg)=√(2×10×20)=20m/s
重力的瞬时功率P′=mgv=20×20=400W
答：（1）物体落地时的动能为400J；
（2）第1s内的平均功率为100W，落地时的瞬时功率为400W．