Question

13．如圖所示，在地面上以速度v₀拋出質量為m的物體，拋出后物體落到比地面低的海平面上．若以地面為零勢能面而且不計空氣阻力，則（　�。�

• A． 物體到海平面時的重力勢能為mgh
• B． 從拋出到落至海平面，重力對物體做功為mgh
• C． 物體在海平面上的動能為mgh+$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$
• D． 物體在海平面上的重力勢能為-mgh

Answer 1

分析 根據零勢能面的選擇可確定物體在海平面上時的重力勢能；整個過程不計空氣阻力，只有重力對物體做功，機械能守恒，應用機械能守恒和功能關系可判斷各選項的對錯．

解答 解：A、以地面為零勢能面，海平面低于地面h，所以物體在海平面上時的重力勢能為-mgh，故A錯誤，D正確．
B．重力做功與路徑無關，只與始末位置的高度差有關，拋出點與海平面的高度差為h，并且重力做正功，所以從地面到海平面重力對物體做的功為mgh，故B正確．
C、從拋出到到達海平面過程中，由機械能守恒可得：mgh=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}$mv₀²，物體到達海平面時的動能為：$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{1}{2}$mv₀²+mgh，故C正確；
故選：BCD．

點評 本題考查重力勢能、重力做功、動能定理和機械能守恒，動能定理揭示了外力對物體所做總功與物體動能變化之間的關系，它描述了力在空間的積累效果，力做正功，物體的動能增加，力做負功，動能減少．動能定理解決的問題不受運動形式和受力情況的限制．還有就是重力勢能的變化與零勢能面的選取無關．