Question

運動員將質量m=1kg的球，從離地高h=2m處以V₀=6m/s的水平初速度拋出，如圖所示，（設球運動過程空氣阻力可忽略不計，重力加速度g取10m/s²）求：
（1）物體拋出時重力勢能E_p（取地面為零勢面）．
（2）物體拋出時的初動能E_k1
（3）物體觸地瞬間的動能E_k2．

Answer 1

分析：（1）根據重力勢能的表達式求出物體拋出時的重力勢能．
（2）根據動能的表達式求出拋出時的動能大�。�
（3）對物體運動過程運用動能定理，求出物體接觸地面時的動能．

解答：解：（1）物體拋出時的重力勢能E_p=mgh=10×2J=20J．
（2）物體拋出時的動能Ek1=

1

2

mv02=

1

2

×1×36J=18J．
（3）根據動能定理得，mgh=E_k2-E_k1
代入數據解得，E_k2=38J
答：（1）物體拋出時的重力勢能為20J．
（2）物體拋出時的初動能為18J．
（3）物體接觸地面的瞬間動能為38J．

點評：動能和重力勢能都是標量，重力勢能的大小與零勢能平面的選取有關，選取不同的零勢能平面，重力勢能不同．