D.重力做功时,只与物体运动的高度差有关,与物体的运动性质、运动路径无关
解析:选BD 重力势能的大小与物体的质量及参考平面的选取有关,故A错误;重力做功与路径无关,与物体的运动性质及其他受力情况无关,只与物体初、末位置的高度差及重力的大小有关,故B、D正确,C错误。
4.如图1所示,质量为m的物体从桌面边缘竖直向上抛出,桌面比地面高h,物体到达的最高点距桌面高为H,若以桌面为参考面,则物体落地时的重力势能Ep和整个过程中重力所做的功WG为( )
图1
A.0 mgH B.-mgh mgh
C.-mgh mg(h+H) D.mgH mg(h+2H)
解析:选B 取桌面为参考面,物体落地时的重力势能为-mgh,重力做功与路径无关,只与起点和终点的位置有关WG=mgh,所以B项正确。
5.如图2所示,一根长为l,质量为m的匀质软绳悬于O点,若将其下端向上提起使其对折,则做功至少为( )
图2
A.mgl B.mgl
C.mgl D.mgl
解析:选D 将软绳下端向上提起,相当于把下半段向上移动了,重力势能增加了mg·=mgl,即外力至少要做的功为mgl,D正确。
6.图3是位于锦江乐园的摩天轮,高度为108 m,直径是98 m。一质量为50 kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25 min。如果以地面为零势能面,则他到达最高处时的(取g=10 m/s2)( )