Question

【题目】如图所示，悬崖上有一质量m＝50 kg的石块，距离地面高度h＝20 m，由于长期风化作用而从悬崖上由静止落到地面。若下落时不计空气阻力且石块质量不变，以地面为零势能面，求石块：（g取10 m/s2）

（1）未下落时在悬崖上的重力势能；

（2）落到地面时的速度大小；

（3）落到地面时的机械能大小。

Answer 1

【答案】（1）104 J （2） 20 m/s （3） 104 J

【解析】试题分析：以地面为零势能面，根据重力势能表达式即可求解；应用动能定理可得落地时的速度；因为在下落过程中只有重力做功机械能守恒，可以求出落到地面时的机械能大小。

（1）以地面为零势能面，未下落时在悬崖上的重力势能为： 。

（2）根据动能定理可得：

代入数据解得：

（3）因为在下落过程中只有重力做功机械能守恒，所以落到地面时的机械能大小为104J