题目内容
4.如图所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后的物体以速度vt落到比地面低h的海平面上,若以地面为零势能的参考面且不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )A. | 物体落到海平面时的重力势能为mgh | |
B. | 物体在海平面上的机械能为mvt2/2 | |
C. | 物体在海平面上的动能为$\frac{m{v}^{2}}{2}$-mgh | |
D. | 物体在海平面上的机械能为$\frac{m{v}^{2}}{2}$ |
分析 整个过程中不计空气阻力,只有重力对物体做功,物体的机械能守恒,应用机械能守恒和功能关系可求解即可.
解答 解:A、以地面为零势能面,海平面低于地面h,所以物体在海平面上时的重力势能为-mgh,故A错误.
B、物体在海平面上的机械能为 E=$\frac{1}{2}$mvt2-mgh,故B错误.
C、物体运动的过程中,只有重力对物体做功,物体的机械能守恒,则$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=Ek+(-mgh),得物体在海平面上的动能为 Ek=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$+mgh,故C错误.
D、整个过程机械能守恒,即初末状态的机械能相等,以地面为零势能面,抛出时的机械能为$\frac{1}{2}$mv02,所以物体在海平面时的机械能也为$\frac{1}{2}$mv02,故D正确.
故选:D
点评 解决本题时要注意确重力势能是相对的,是相对于零势能面的,物体在零势能面下方时,重力势能是负的.运用机械能守恒定律时,要灵活选择研究的位置.
练习册系列答案
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C. | 滑杆以速度v向右移动的同时,割刀以速度2v滑杆滑动 | |
D. | 滑杆以速度v向右移动的同时,割刀以速度$\frac{v}{2}$滑杆滑动 |
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