Question

在離地80 m處無初速釋放一小球，小球質量為m=200 g，不計空氣阻力，g取10 m/s²，取最高點所在水平面為零勢能參考面.求：

（1）在第2 s末小球的重力勢能;

（2）在第3 s內重力所做的功，重力勢能的變化.

Answer 1

解析：選取零勢能參考平面，依據自由落體規(guī)律、重力勢能以及重力做功與重力勢能變化間的關系求解.

（1）在第2 s末小球所處的高度為：

h=-gt²=-×10×2² m=-20 m

重力勢能為：E_p=mgh=0.2×10×（-20） J=-40 J

E_p＜0，說明重力勢能減少.

（2）在第3 s末小球所處的高度為h′=-g×t′²=-×10×3² m=-45 m.

第3 s內重力做功為：W_G=mg（h-h′）=0.2×10×（-20+45） J=50 J

W_G＞0，所以小球的重力勢能減少，且減少了50 J.