範例 3(18:5,45J (21:4,45J
(1)如下圖
H=45m
h,=45-12gt,²
=45-12×10×12
=40(m)
ha=45-12gt₂²
=45-12×10×2²
get=0
A&t=1s
5m²
=-15(J)
Ur=mg・(-12gtz)
=0.3×10×(-20)
=-60(J)
20m/t
Bet=2s
=25(m)
故U mg·h=0.3×10×40=120(J)
Ur=mg-hg=0.3×10×25=75(J)
U:U=8:5;U-Ug=45(J)
(2)如果改設出發點為零位面,則:
U=mg-(-12gt²)
=0.3×10×(-5)
$U:U②=1:4;U-Ug=45(J)
範例 3 重力位能與零位面的關係
一個質量為 0.3 kg 的靜止小石塊,由靜止從離地面 45 m 處的樓頂自由落下,自由落
下ls 與 2 s 時分別通過A點與B點,重力加速度g=10 m/s,不計空氣阻力,試回
答以下各小題:
(1)設水平地面為零位面,小石塊通過 A､B 兩點的重力位能 U, 與 U』的比為何?
U-U為何?
(2)若改設小石塊開始落下處為零位面,則小石塊通過A､B兩點的重力位能 U與U
的比為何?U-U為何?
解題關鍵:改變重力位能的零位面,同一物體在相同位置的重力位能之數值也會隨之改變,但任兩
點的重力位能之差值不變。
(1)
(3
