例1.(2019?全国II卷?18)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点,该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得( )
A.物体的质量为2 kg
B.h=0时,物体的速率为20 m/s
C.h=2 m时,物体的动能Ek=40 J
D.从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J
【解析】Ep-h图像知其斜率为G,故G=20 N,解得m=2 kg,A正确;h=0时,Ep=0,Ek=E机-Ep=100 J-0=100 J,故mv2=100 J,解得v=10 m/s,B错误;h=2 m时,Ep=40 J,Ek=E机-Ep=85 J-40 J=45 J,C错误;h=0时,Ek=E机-Ep=100 J-0=100 J,h=4 m时,Ek?=E机-Ep=80 J-80 J=0,故Ek-Ek?=100 J,D正确。
【答案】AD
【点睛】本题考查动能、重力势能、机械能的概念和动能定理的应用,以及利用数形结合处理物理问题的能力,体现了能量观念和科学推理的核心素养,同时还体现了图像展示物理关系的形式美。