Question

【题目】已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为EK= mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg．如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出．不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒．求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；
（3）物体落地前瞬间的动能EK2 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：由题知，物体质量和被抛出时的高度和速度，

物体的重力势能：Ep=mgh=0.4kg×10N/kg×1.5m=6J；

动能EK1= mv2= ×0.4kg×（2m/s）2═0.8J

（2）解：物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功：

Gh=mgh=0.4kg×10N/kg×1.5m=6J

（3）解：物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，

所以物体落地前瞬间的动能：EK2=EK1+Ep=0.8J+6J=6.87J

【解析】．（1）由重力势能和动能公式计算物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；（2）由W=Gh=mgh计算重力做功；（3）根据能量转化和守恒分析解答．
【考点精析】利用功的计算对题目进行判断即可得到答案，需要熟知功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m．