Question

質(zhì)量為5kg的銅球，從離地面15m高處由靜止自由下落1s，重力做功為______J，其重力勢能變?yōu)開_____J．（取地面為參考平面）

Answer 1

解法一：
選取地面為參考平面，銅球在距離地面15m高處時的重力勢能為：
E_p1=mgh₁…①
銅球由靜止自由下落1s，下落的高度為：
h2=

1

2

gt2…②
銅球由靜止自由下落1s時的重力勢能為：
E_p2=mg（h₁-h₂）…③
②③聯(lián)立得：E_p2=500J…④
由重力做功與重力勢能的關(guān)系得：W_G=E_p1-E_p2…⑤
①④⑤聯(lián)立得：W_G=250J
解法二：
銅球下落1s末的速度為：
v=gt=10m/s
銅球下落1s末的動能為：
Ek2=

1

2

mv2=250J
由動能定理得：
W_G=△E_k=E_k2-0=250J
銅球初始狀態(tài)的勢能為：
E_p1=mgh
由機械能守恒得：
E_p2=E_p1-E_k2=500J
故答案為：250J，500J