做的功和重力势能的变化各是多少?
10. 某海湾共占面积1.0×107m2,涨潮时水深20m,此时关上水坝闸门,可使水位保持20m不变;退潮时,坝外水位降至18m后保持不变,假如利用此水坝建水电站,且重力势能转化为电能的效率是10%,每天有两次涨潮,问该水电站一天最多能发出多少电能?(取g=l0m/s2)
1. AB 解析:重力势能是跟相对位置有关的能量,势能的变化只跟重力做功有关,跟物体受不受其他力、其他力做不做功,以及物体的运动状态都没有关系。而且它是标量,但有正负,正值表明物体处在零势能参考平面上方,负值表明物体处在零势能参考平面下方。重力势能的变化量等于重力对物体做功的负值,也就是说,重力做正功,重力势能减小,减小量等于重力所做的功;重力做负功,重力势能增加,增加量等于克服重力所做的功。
2. D 解析:重力做功与物体的运动路径无关,只与初末状态物体的高度差有关,不论是光滑路径还是粗糙路径,也不论是直线运动还是曲线运动。物体克服重力做了多少功(重力做多少负功),它的重力势能就增加多少。
3. ACD 解析:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,都具有弹性势能,A正确;其他物体在发生弹性形变时也具有弹性势能,故B错;弹性势能跟重力势能一样,可以与其他形式的能相互转化,C正确;所有能的单位跟功的单位相同,在国际单位制中的单位是焦耳,D正确。
4. C 解析:弹簧弹性势能的大小,除了跟劲度系数k有关外,跟它的形变量(拉伸或压缩的长度)有关。如果弹簧原来处在压缩状态,当它变长时,它的弹性势能应该先减小,在原长处它的弹性势能最小。所以A、B、D均不对。