
质量为m的物体,在距地面h高处以 g的加速度由静止开始竖直下落到地面.下列说法中正确的是( ) A. 克服阻力做功为 mgh B. 物体的动能增加 mgh C. 物体的重力势能减少 mgh D. 物体的机械能减少 mgh
我们先来分析题目。
已知:
质量 m )
从高度 h 由静止竖直下落
下落过程中加速度为 g(方向竖直向下)
重力加速度通常用 g 表示,一般取向下为正时 a=g
1. 确定合外力
根据牛顿第二定律:
mg−f=ma
其中 a=g 向下,代入:
mg−f=m⋅gmg−f=mg−f=0
这里好像不对?
注意:如果 a=g,合外力就是 F合=m⋅g 向下。
但重力是 mg 向下,阻力 f 向上,则
mg−f=m⋅g
化简得:
mg−f=mg⇒f=0
这样就成了自由落体,但题目说“以 g 的加速度由静止开始竖直下落”,若 g 是重力加速度且方向向下,则加速度等于重力加速度时,阻力必为零。
但这样所有选项都不对?检查选项:如果阻力为零,则
A 克服阻力做功 0 不是 mgh;
B 动能增加 21mvf2=mgh(正确);
C 重力势能减少 mgh(正确);
D 机械能减少 0,不是 mgh。
这样 BC 都正确,但单选题?
2. 可能题意
常考的类似题是:
在距地面 h 高处以 g/3 的加速度 由静止竖直下落
但这里写“g 的加速度” —— 可能是 2g 的误印?还是原题就是 g ?
假设原题为 a=2g(向下)常见题:
mg−f=m⋅2gf=mg−21mg=21mg
阻力向上 f=0.5mg
下落 h,阻力做功:
Wf=−fh=−21mgh
克服阻力做功 21mgh,不是 mgh → A 不对。
动能增加等于合力做功:
ΔEk=F合h=m⋅2g⋅h=21mgh
不是 mgh → B 错。
重力势能减少:
−ΔEp=mgh
正确。
机械能减少等于克服阻力做功:
ΔE机械能=−Wf (?注意符号)
阻力做负功 −21mgh,所以机械能减少量 =21mgh,不是 mgh → D 错。
这样只有 C 对。
3. 如果按题给的 a=g 计算
加速度等于重力加速度,必须没有阻力,则:
A 错(0 不是 mgh)
B 对(动能增加 mgh)
C 对(重力势能减少 mgh)
D 错(机械能守恒)
但单选就矛盾。常见题库原题是 a=3g 或 a=2g,使得机械能减少 2mgh 或 32mgh 之类的,而本题选项中 A、B、C、D 有一个正确,其他错。
如果题中是 加速度 2g 向下,那么计算:
mg−f=m⋅2gf=21mg
下落 h:
克服阻力做功 21mgh → A 错
动能增加 21mgh → B 错
重力势能减少 mgh → C 对
机械能减少 21mgh → D 错
4. 如果题中是 a=2g,正确答案是 C。
5. 如果题中是 a=g(阻力 0),那么 B 和 C 同时正确,题目出成单选就有问题。
我怀疑原题是 a=2g,常见题库原题答案是 C。
因此,按常考情景推断:
C