h=gt2=-×10×22 m=-20 m
重力势能为:Ep=mgh=0.2×10×(-20)J=-40 J
Ep<0,说明重力势能减少.
(2)在第3 s末小球所处的高度为
h′=-g×t′2=-×10×32 m=-45 m.
第3 s内重力做功为:WG=mg(h-h′)=0.2×10×(-20+45)J=50 J
WG>0,所以小球的重力势能减少,且减少了50 J.
答案:(1)-40 J (2)50 J 重力势能减少了50 J
12.起重机以g的加速度将质量为m的物体匀减速沿竖直方向提升高度h,则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少?
解析:由题意知,物体的加速度a= g,方向向下,由牛顿第二定律得:mg-F=ma,解得F=mg,方向竖直向上.
拉力做功WF=Fh=mgh,
重力做功WG=-mgh
即物体克服重力做功为mgh,
由WG=-ΔEp,得ΔEp=mgh,
即物体的重力势能增加了mgh.
答案:mgh mgh 增加mgh