问题 填空题

质量为5kg的铜球,从离地面15m高处由静止自由下落1s,重力做功为______J,其重力势能变为______J.(取地面为参考平面)

答案

解法一:

选取地面为参考平面,铜球在距离地面15m高处时的重力势能为:

Ep1=mgh1…①

铜球由静止自由下落1s,下落的高度为:

h2=

1
2
gt2…②

铜球由静止自由下落1s时的重力势能为:

Ep2=mg(h1-h2)…③

②③联立得:Ep2=500J…④

由重力做功与重力势能的关系得:WG=Ep1-Ep2…⑤

①④⑤联立得:WG=250J

解法二:

铜球下落1s末的速度为:

v=gt=10m/s

铜球下落1s末的动能为:

Ek2=

1
2
mv2=250J

由动能定理得:

WG=△Ek=Ek2-0=250J

铜球初始状态的势能为:

Ep1=mgh

由机械能守恒得:

Ep2=Ep1-Ek2=500J

故答案为:250J,500J

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