Question

19．运动员将一质量为m=5kg的铅球，从离地高h=2m处以V₀=6m/s的水平初速度抛出，设铅球运动过程空气阻力可忽略不计，重力加速度g取10m/s²．求：
（1）开始抛出铅球瞬间铅球具有的重力势能（以地面为参考平面）；
（2）开始抛出铅球瞬间铅球具有的动能；
（3）铅球接触地面瞬间的动能．

Answer 1

分析 （1）根据重力势能的表达式求出物体抛出时的重力势能．
（2）根据动能的表达式求出抛出时的动能大小．
（3）对物体运动过程运用动能定理，求出物体接触地面时的动能．

解答 解：（1）物体抛出时的重力势能E_p=mgh=10×2J=20J．
（2）物体抛出时的动能${E}_{k1}=\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}=\frac{1}{2}×1×36J=18J$．
（3）根据动能定理得，mgh=E_k2-E_k1
代入数据解得，E_k2=38J
答：（1）物体抛出时的重力势能为20J．
（2）物体抛出时的初动能为18J．
（3）物体接触地面的瞬间动能为38J．

点评 动能和重力势能都是标量，重力势能的大小与零势能平面的选取有关，选取不同的零势能平面，重力势能不同．