Question

质量为5kg的铜球，从离地面15m高处由静止自由下落1s，重力做功为    J，其重力势能变为    J．（取地面为参考平面）

Answer

解答本题，首先要选取参考平面，以地面为参考平面，可以求出铜球起始状态的势能，由运动学公式可求出1s内自由下落的高度，此时可求出自由下落1s时的势能，再由重力做功和重力势能的关系可求出重力做的功．
此题还可以先求出自由下落1s时的速度，求出此时的动能，用动能定理求出自由下落1s的过程中，重力做的功．再分别求出始末两状态的动能和初始状态的势能，由机械能守恒可求出末状态的势能．
【解析】

解法一：
选取地面为参考平面，铜球在距离地面15m高处时的重力势能为：
Ep1=mgh1…①
铜球由静止自由下落1s，下落的高度为：
…②
铜球由静止自由下落1s时的重力势能为：
Ep2=mg（h1-h2）…③
②③联立得：Ep2=500J…④
由重力做功与重力势能的关系得：WG=Ep1-Ep2…⑤
①④⑤联立得：WG=250J
解法二：
铜球下落1s末的速度为：
v=gt=10m/s
铜球下落1s末的动能为：
=250J
由动能定理得：
WG=△Ek=Ek2-0=250J
铜球初始状态的势能为：
Ep1=mgh
由机械能守恒得：
Ep2=Ep1-Ek2=500J
故答案为：250J，500J