Question

6．倫敦設計與創新組織Deciwatt設計了一種靠重力發電的重力燈，以替代部分欠發達地區仍在使用的煤油燈．如圖所示，將18kg的重物掛在繩端，重物距地面2m高；松手后，在0.5h時間內勻速下落著地，重物下落時拉動繩子帶動發電機轉動，不計繩重和摩擦，g取10N/kg，求：
（1）重物下落到地面的過程中，動能不變，勢能減小．（選填“增大”“減小”或“不變”）
（2）重物下落到地面的過程中，重力做的總功；
（3）重物下落到地面的過程中，重力做功的功率．

Answer 1

分析 （1）動能大小的影響因素：物體的質量、物體的速度，質量越大，速度越大，動能越大；
重力勢能大小的影響因素：物體的質量、物體的高度，質量越大，所處的位置越高，重力勢能越大；
（2）知道重物的質量和下降的高度，根據W=Gh可求得重力做的總功；
（3）知道重物的質量和下降的高度以及下落時間，根據P=$\frac{W}{t}$求出重物下落過程中重力做功的功率；

解答 解：（1）重物勻速下落到地面的過程中，質量不變、速度不變，動能不變；質量不變、高度減小，重力勢能減小；
（2）重力做的總功：W=Gh=mgh=18kg×10N/kg×2m=360J；
（3）重物下落過程中重力做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{360J}{0.5×3600s}$=0.2W．
答：（1）不變；減小；
（2）重物下落到地面的過程中，重力做的總功為360J；
（3）重物下落到地面的過程中，重力做功的功率為0.2W．

點評 本題考查了影響動能和勢能大小的因素、功和功率的計算，比較基礎．