Question

15．用20N竖直向上的力，把质量为1.5Kg的物体提高1m，在此过程中物体的重力势能变化了多少？动能变化了多少？如果把竖直向上的力增大到30N，结果又如何？

Answer 1

分析 提升后重力势能增加，由重力做功与重力势能关系，可得重力势能增加量，由动能定理可得动能的变化量．

解答 解：由重力做负功重力势能增加，可知，重力势能增加为：E_P=mgh=1.5×10×1J=15J
由动能定理：W_F+W_G=E_k，其中：W_F=Fh=20×1J=20J，W_G=-mgh=-15J，解得：E_k=5J，故动能增加了5J；
如果把竖直向上的力增大到30N，重力势能增加量不变，仍为15J，
根据动能定理得：W_F+W_G=E_k，其中：W_F=Fh=30×1J=30J，W_G=-mgh=-15J，解得：E_k=15J，故动能增加了15J；
答：在此过程中物体的重力势能增加了15J，动能增加了5J，如果把竖直向上的力增大到30N，重力势能增加了15J，动能增加了15J．

点评 掌握好重力做功与重力势能的变化关系是本题的关键，注意拉力变化后，重力做功不变，重力势能的变化量不变，即重力做功与其它力无关．