Question

10．如圖所示，在地面上以速度v₀拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落在比地面低h的海平面上，若以地面為零勢(shì)能面，且不計(jì)空氣阻力，則（　�。�

• A． 物體在海平面的重力勢(shì)能為mgh
• B． 重力對(duì)物體做的功為零
• C． 物體在海平面上的機(jī)械能為$\frac{1}{2}$mv₀²+mgh
• D． 物體在海平面上的動(dòng)能為$\frac{1}{2}$mv₀²+mgh

Answer 1

分析 整個(gè)過(guò)程不計(jì)空氣阻力，只有重力對(duì)物體做功，所以物體的機(jī)械能守恒，應(yīng)用機(jī)械能守恒和功能關(guān)系可判斷各選項(xiàng)的對(duì)錯(cuò)．

解答 解：A、以地面為零勢(shì)能面，海平面低于地面h，所以物體在海平面上時(shí)的重力勢(shì)能為-mgh，故A錯(cuò)誤．
B、重力做功與路徑無(wú)關(guān)，至于始末位置的高度差有關(guān)，拋出點(diǎn)與海平面的高度差為h，并且重力做正功，所以整個(gè)過(guò)程重力對(duì)物體做功為mgh，故B錯(cuò)誤．
C、不計(jì)空氣阻力，只有重力對(duì)物體做功，所以物體的機(jī)械能守恒，則物體在海平面上的機(jī)械能等于在地面上的機(jī)械能，為$\frac{1}{2}$mv₀²．故C錯(cuò)誤．
D、由機(jī)械能守恒定律得  $\frac{1}{2}$mv₀²=-mgh+E_k，則得，物體在海平面上的動(dòng)能 E_k=$\frac{1}{2}$mv₀²+mgh，故D正確．
故選：D

點(diǎn)評(píng) 此題的關(guān)鍵要掌握機(jī)械能守恒定律，并能靈活選擇研究的位置．要知道重力勢(shì)能是相對(duì)的，重力勢(shì)能與零勢(shì)能面的選取有關(guān)，物體在零勢(shì)能面下方時(shí)重力勢(shì)能是負(fù)值．