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一个光滑斜面长为L高为h,一质量为m的物体从顶端由静止开始下滑,当所用时间是滑到底端时间的一半时,重力做功为mgh4mgh4,重力做功的瞬时功率为mghLgh2mghLgh2,重力做功的平均功率

题目详情
一个光滑斜面长为L高为h,一质量为m的物体从顶端由静止开始下滑,当所用时间是滑到底端时间的一半时,重力做功为
mgh
4
mgh
4
,重 力 做 功 的 瞬 时 功 率为
mgh
L
gh
2
mgh
L
gh
2
,重力做功的平均功率为
mgh
2L
gh
2
mgh
2L
gh
2
.以斜面底端为零势能点,此时物体的动能和势能的比是______.
▼优质解答
答案和解析
物体下滑过程中机械能守恒,所以有:mgh=
1
2
mv2
解得:v=
2gh

所以平均速度为
.
v
v
2
2gh
2

根据匀加速直线运动,中时刻的速度等于这段时间的平均速度,
因此当所用时间是滑到底端时间的一半时,动能增加量为△EK=
1
2
m
v
2
t
2
1
4
mgh,则重力做功也为
1
4
mgh;
重力做功的瞬时功率为P=Gv=mg
h
L
2gh
2
=
mgh
L
gh
2

而重力做功的平均功率为P=G
.
v
=mg
h
L
2gh
2
2
=
mgh
2L
gh
2

由于机械能守恒,当所用时间是滑到底端时间的一半时,动能为
1
4
mgh,
以斜面底端为零势能点,则重力势能为
3
4
mgh,
所以物体的动能和势能的比1:3
故答案为:
1
4
mgh;
mgh
L
gh
2
mgh
2L
gh
2
;1:3.