5. D 解析:重力势能的大小是相对参考平面而言的,参考平面选择不同,物体的高度不同,重力势能的大小则不同。本题中已选定桌面为参考平面,则小球在最高点时的高度为H,小球在桌面的高度为零,小球在地面时的高度为-h,所以小球落到地面时,它的重力势能为Ep=-mgh。
6. BD 解析:由功的计算公式W=Fscosθ知,恒力做功时,做功的多少与物体的位移成正比,而弹簧对物体的弹力是一个变力F=kx,所以A不正确。弹簧开始被压缩时弹力小,弹力做的功也少,弹簧的压缩量变大时,物体移动相同的距离做的功多,故B正确。物体压缩弹簧的过程中,弹簧的弹力与弹力作用点的位移方向相反,所以弹力做负功,弹簧的压缩量增大,弹性势能增大,故C错误,D正确。
7. B 解析:物体下滑时,重力做功,摩擦力做功数值总和为,则
把物体推回到斜面上,摩擦力做功至少为,重力势能增加。
∴推力做功至少为,B正确。
8. 98J,增加了98J。 解析:铁链从初状态到末状态,它的重心位置提高了h=,因而物体克服重力所做的功为W=mg=×10×9.8×2J=98J。铁链的重力势能增加了98J。
9. ,-mgH,mgH,重力势能减小mgH
解析:小球能上升到的最高点离抛出点相距h=/2g,所以在最高点时具有重力势能Ep=mgh。落地时小球的位置在参考平面下方H处,所以落地时小球具有重力势能Ep=-mgH。重力做功与小球运动路径无关,小球从抛出至落地过程中重力做功WG=mgH,由WG=-ΔEp得这一过程中小球重力势能变化为ΔEp=-mgH,负号表示重力势能减小。
10. 4×10l0J
解析:关上水坝闸门,退潮后,坝内水位比坝外高出2m,如图所示,发电时高出部分的水通过发电机流向坝外,最终水位从20m降至18m,减小的重力势能的一部分转化为电能,由ΔEp=mgΔh可以算出减小的重力势能,从而就能算出所发的电能。