Question

14．在離地面80m處無初速釋放一小球，小球質(zhì)量為m=200g，不計空氣阻力，g取10m/s²，取最高點所在水平面為參考平面，則在第2s末小球的重力勢能為-40J，在第3s內(nèi)重力勢能的變化量-50J．

Answer 1

分析 小球做自由落體運動，根據(jù)h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$求出下落的高度，再根據(jù)E_p=mgh求解重力勢能．重力勢能的變化量等于重力做功的負(fù)值．

解答 解：選取零勢能參考平面．在第2s末小球所處的高度為：
 h=-$\frac{1}{2}$gt₂²=-$\frac{1}{2}$×10×2² m=-20 m
此時小球的重力勢能為：E_p=mgh=0.2×10×（-20）J=-40J
第3s內(nèi)小球下落的高度為 H=$\frac{1}{2}g{t}_{3}^{2}$-$\frac{1}{2}$gt₂²=$\frac{1}{2}$×10×3²-$\frac{1}{2}$×10×2²=25m
 在第3s內(nèi)重力勢能的變化量△E_p=-mgH=-50J
故答案為：-40，-50．

點評 本題依據(jù)自由落體規(guī)律、重力勢能以及重力做功與重力勢能變化間的關(guān)系求解．容易出錯之處在于重力勢能應(yīng)是負(fù)值，注意高度的相對性．