Question

13．從高50m的塔頂上自由落下一質(zhì)量為2kg的物體，分別以地面為零參考面、塔頂為零參考面計算物體下落1s和2s時的重力勢能，然后計算物體經(jīng)過這兩個位置過程中物體重力勢能的變化量．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 重力勢能表達式E_p=mgh中，h為物體相對零勢能平面的高度，根據(jù)這個公式計算重力勢能的大小．再求出重力勢能的變化量．

解答 解：以地面為零參考面，下落1s時離地面的高度為 h₁=H-$\frac{1}{2}g{t}_{1}^{2}$=50-$\frac{1}{2}×10×{1}^{2}$=45m，此時物體的重力勢能為：E_p1=mgh₁=2×10×45J=900J
下落2s時離地面的高度為 h₂=H-$\frac{1}{2}g{t}_{2}^{2}$=50-$\frac{1}{2}×10×{2}^{2}$=30m，此時物體的重力勢能為：E_p2=mgh₂=2×10×30J=600J
此過程中物體重力勢能變化量為：△E=E_p2-E_p1=-300J
答：物體下落1s和2s時的重力勢能分別為900J和600J，物體經(jīng)過這兩個位置過程中物體重力勢能的變化量是-300J．

點評 本題直接考查了重力勢能，關鍵要正確理解公式E_p=mgh中h的含義：h是物體相對于參考平面的高度，不是物體下落的高度．