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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

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 mm )

从高度 hh 由静止竖直下落

下落过程中加速度为 gg(方向竖直向下)

重力加速度通常用 gg 表示,一般取向下为正时 a=ga = g


1. 确定合外力
根据牛顿第二定律:

mgf=mamg - f = ma

其中 a=ga = g 向下,代入:

mgf=mgmg - f = m \cdot gmgf=mgmg - f = mgf=0- f = 0

这里好像不对?


注意:如果 a=ga = g,合外力就是 F=mgF_{\text{合}} = m \cdot g 向下。
但重力是 mgmg 向下,阻力 ff 向上,则

mgf=mgmg - f = m \cdot g

化简得:

mgf=mgf=0mg - f = mg \quad \Rightarrow \quad f = 0

这样就成了自由落体,但题目说“以 gg 的加速度由静止开始竖直下落”,若 gg 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 mghmgh
B 动能增加 12mvf2=mgh\frac12 m v_f^2 = mgh(正确);
C 重力势能减少 mghmgh(正确);
D 机械能减少 0,不是 mghmgh

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 hh 高处以 g/3g/3 的加速度 由静止竖直下落
但这里写“gg 的加速度” —— 可能是 g2\frac{g}{2} 的误印?还是原题就是 gg

假设原题为 a=g2a = \frac{g}{2}(向下)常见题:

mgf=mg2mg - f = m \cdot \frac{g}{2}f=mg12mg=12mgf = mg - \frac12 m g = \frac12 mg

阻力向上 f=0.5mgf = 0.5 mg

下落 hh,阻力做功:

Wf=fh=12mghW_f = -f h = -\frac12 m g h

克服阻力做功 12mgh\frac12 mgh,不是 mghmgh → A 不对。

动能增加等于合力做功:

ΔEk=Fh=mg2h=12mgh\Delta E_k = F_{\text{合}} h = m \cdot \frac{g}{2} \cdot h = \frac12 mgh

不是 mghmgh → B 错。

重力势能减少:

ΔEp=mgh-\Delta E_p = 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)\Delta E_{\text{机械能}} = -W_f \ \text{(?注意符号)}

阻力做负功 12mgh-\frac12 mgh,所以机械能减少量 =12mgh= \frac12 mgh,不是 mghmgh → D 错。

这样只有 C 对。


3. 如果按题给的 a=ga = 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 mghmgh
B 对(动能增加 mghmgh
C 对(重力势能减少 mghmgh
D 错(机械能守恒)

但单选就矛盾。常见题库原题是 a=g3a = \frac{g}{3}a=g2a = \frac{g}{2},使得机械能减少 mgh2\frac{mgh}{2}2mgh3\frac{2mgh}{3} 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 g2\frac{g}{2} 向下,那么计算:

mgf=mg2mg - f = m \cdot \frac{g}{2}f=12mgf = \frac12 mg

下落 h:

克服阻力做功 12mgh\frac12 mgh → A 错

动能增加 12mgh\frac12 mgh → B 错

重力势能减少 mghmgh → C 对

机械能减少 12mgh\frac12 mgh → D 错


4. 如果题中是 a=g2a = \frac{g}{2},正确答案是 C。

5. 如果题中是 a=ga = 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=g2a = \frac{g}{2},常见题库原题答案是 C

因此,按常考情景推断:

C\boxed{C}

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