Question

16．如圖所示，在地面上以速度v₀拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落到比地面低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． 物體到海平面時(shí)的勢(shì)能為mgh
• B． 重力勢(shì)能增加了mgh
• C． 物體到海平面時(shí)的機(jī)械能為$\frac{1}{2}$mv₀²+mgh
• D． 物體到海平面時(shí)的動(dòng)能為$\frac{1}{2}$mv₀²+mgh

Answer 1

分析 整個(gè)過(guò)程中不計(jì)空氣阻力，只有重力對(duì)物體做功，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)，只與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，重力勢(shì)能減小mgh，故B錯(cuò)誤．
C、整個(gè)過(guò)程機(jī)械能守恒，即初末狀態(tài)的機(jī)械能相等，以地面為零勢(shì)能面，拋出時(shí)的機(jī)械能為$\frac{1}{2}$mv₀²，所以物體在海平面時(shí)的機(jī)械能也為$\frac{1}{2}$mv₀²，故C錯(cuò)誤．
D、由動(dòng)能定理W=E_k2-E_k1，則得，物體在海平面上的動(dòng)能 E_k2=E_k1+W=$\frac{1}{2}$mv₀²+mgh，故D正確．
故選：D

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵要明確重力勢(shì)能是相對(duì)的，是相對(duì)于零勢(shì)能面，物體在零勢(shì)能面下方時(shí)，重力勢(shì)能是負(fù)的．運(yùn)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，要靈活選擇研究的位置．