细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中( )
图4
A.软绳重力势能共减少了mgl
B.软绳重力势能共减少了mgl
C.软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功
D.软绳重力势能的减少等于物块对它做的功与软绳克服自身重力、摩擦力所做功之和
解析:选BC 选斜面顶端为参考平面,软绳重力势能共减少:mg=mgl,A错误,B正确;根据重力做功与重力势能变化的关系知道,软绳重力势能的减少等于软绳的重力所做的功,C正确,D错误。
11.在离地面80 m处无初速度释放一小球,小球质量为m=200 g,不计空气阻力,g取10 m/s2,取最高点所在水平面为参考平面,求:
(1)在第2 s末小球的重力势能。
(2)在第3 s内重力所做的功和重力势能的变化量。
解析:(1)在第2 s末小球所处的高度:
h=-gt2=-×10×22 m=-20 m。
重力势能Ep=mgh=0.2×10×(-20)J=-40 J
Ep<0说明小球在参考平面的下方。
(2)在第3 s末小球所处的高度
h′=-gt′2=- ×10×32 m=-45 m。
第3 s内重力做功:W=mg(h-h′)=0.2×10×(-20+45)J=50 J,即小球的重力势能减少50 J。
答案:(1)-40 J (2)50 J 减少50 J