Question

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v_t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mv_t²/2
• 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$\frac{m{v}^{2}}{2}$

Answer 1

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=$\frac{1}{2}$mv_t²-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$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=E_k+（-mgh），得物体在海平面上的动能为 E_k=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$+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．