B.合外力对物体做功5 800 J
C.物体的重力势能增加5 000 J
D.物体的机械能增加800 J
答案 AC
解析 根据动能定理得:W升-mgh=mv2,可解得W升=5 800 J,A正确;合外力做功为mv2=×100×42 J
=800 J,B错误;物体重力势能增加mgh=100×10×5 J=5 000 J,C正确;物体机械能增加E=Fh=W升=5 800 J,D错误.
能量守恒定律的应用
4. 某海湾共占面积1.0×107 m2,涨潮时平均水深20 m,此时关上水坝闸门,可使水位保持20 m不变,退潮时,坝外水位降至18 m(如图7-10-4).利用此水坝建立一座水力发电站,重力势能转化为电能的效率为10%,每天有两次涨潮,该电站每天能发出多少电能?(g=10 m/s2,不计发电机的能量损失)
答案 4×1010 J
解析 退潮时,由坝内流向坝外的水的质量
m=ρV=ρSh=1.0×103×1.0×107×(20-18)kg=2×1010 kg
该过程中重力势能的减少量ΔEp减=mg
两次涨潮、退潮共减少
ΔEp=2mg=mgh
故每天发出的电能
E电=ΔEp·10%=2×1010×10×2×10% J=4×1010 J.