高三物理二輪高頻考點突破專題35 驗證機械能守恒定律

高考物理二輪高頻考點專題突破專題35驗證機械能守恒定律專練目標專練內(nèi)容目標1利用“氣墊光門法”驗證機械能守恒定律（1T—2T）目標2利用“單擺”驗證機械能守恒定律（4T—6T）目標3利用“系統(tǒng)法”研究平拋運動的特點（7T—10T）目標4利用其他方法驗證機械能守恒定律（11T—15T）【典例專練】一、利用“氣墊光門法”驗證機械能守恒定律1．為了驗證物體沿不同傾角的光滑斜面下滑過程中機械能守恒，某學習小組用如圖所示的氣墊導軌裝置（包括導軌、氣源、光電門、滑塊、遮光條、數(shù)字計時器）進行實驗。此外可使用的實驗器材還有：天平、游標卡尺、刻度尺。（1）某同學設計了如下的實驗步驟，其中不必要的步驟是_____（填寫步驟前面的序號）①在導軌上選擇兩個適當?shù)奈恢肁、B安裝光電門I、II,并連接數(shù)字計時器；②用天平測量滑塊和遮光條的總質(zhì)量m；③用游標卡尺測量遮光條的寬度d；④將氣墊導軌的一端墊起適當高度；⑤用刻度尺分別測量A、B兩點到水平桌面的高度h1、h2；⑥將滑塊從光電門I左側(cè)某處由靜止釋放，從數(shù)字計時器分別讀出滑塊通過光電門I、II的時間?t1、?t2；⑦改變氣墊導軌傾斜角度，重復步驟⑤⑥，完成多次測量。（2）用游標卡尺測量遮光條的寬度d時，游標卡尺的示數(shù)如圖所示，則d=____mm；（3）根據(jù)多次測量結(jié)果，若在誤差允許范圍內(nèi)均滿足h1-h2=____（用上述必要的實驗步驟中直接測量的物理量符號表示，寫出表達式即可。重力加速度為g），則可驗證物體沿不同角度的光滑斜面下滑過程中機械能守恒?！敬鸢浮?/p>

②

5.00

【詳解】（1）[1]驗證物體沿光滑斜面下滑的過程中機械能守恒，需要通過光電門測量滑塊運動速度滑塊下滑過程中機械能守恒，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能整理化簡得由此可知，①③④⑤⑥⑦是必要的，不符合題意，②是不必要的，符合題意。故選②。（2）[2]由圖可知,此游標卡尺為20分度的,且游標的0刻度與主尺對齊,故游標卡尺的示數(shù)（3）[3]根據(jù)（1）可知在誤差允許的范圍內(nèi)，滿足該等式則認為滑塊下滑過程中機械能守恒。2．利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置示意圖如圖甲所示。實驗步驟如下：①將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m②將氣墊導軌右端調(diào)節(jié)高些，以平衡摩擦力③用游標卡尺測量擋光條的寬度d④用刻度尺測出兩光電門A、B中心之間的距離s⑤用天平測出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M、托盤和砝碼的總質(zhì)量m⑥接通氣源，將滑塊移至光電門A右側(cè)某處，待托盤和砝碼靜止不動時，釋放滑塊，且要求托盤和砝碼落地前擋光條已通過光電門B⑦從數(shù)字計時器（圖中未畫出）上分別測得擋光條通過光電門A和光電門B擋光所用的時間ΔtA和ΔtB⑧用公式ΔEP=mgs'計算出系統(tǒng)重力勢能減少量，用公式ΔEK計算出系統(tǒng)動能的增加量，通過比較ΔEP和ΔEK是否相等，就能驗證該過程系統(tǒng)機械能是否守恒。上述實驗②步驟有錯，應改為________；實驗⑧步驟中ΔEK表達式有錯，應改為________。某次測量擋光條寬度如圖乙所示，其讀數(shù)d=________×10-3m。【答案】

將氣墊導軌調(diào)到水平

9.50【詳解】[1]上述實驗②步驟有錯，應改為將氣墊導軌調(diào)到水平；[2]從數(shù)字計時器（圖中未畫出）上分別測得擋光條通過光電門A和光電門B擋光所用的時間ΔtA和ΔtB，經(jīng)過兩光電門的速度動能變化[3]讀數(shù)二、利用“單擺”驗證機械能守恒定律3．用圖甲數(shù)字化機械能守恒實驗器驗證機械能守恒定律。N為內(nèi)置了光電門的擺錘，通過白色輕質(zhì)桿懸掛于轉(zhuǎn)軸處，儀器上嵌有10個相同的白色圓柱體。當擺錘通過某個白色圓柱體時，光電門能測出通過該圓柱體所用的時間（即圓柱體遮光的時間），將輕桿拉至水平，由靜止開始釋放擺錘，記錄擺錘通過①~⑩圓柱體所用的時間，分別為、，用左側(cè)刻度尺測出①~⑩圓柱體與擺錘釋放點間的高度差分別為、。重力加速度為。（1）關于該實驗，下列說法正確的是______。A．實驗中還需要測出擺錘的質(zhì)量B．實驗時應使左側(cè)刻度尺處于豎直位置C．白色圓柱體應沿圓弧等距均勻分布D．若未從靜止釋放擺錘將不能驗證機械能守恒定律（2）用游標卡尺測量圓柱體的直徑d如圖乙，讀數(shù)為______cm。（3）若有關系式______（用題中所給字母表示）成立，則可驗證擺錘從②運動到⑧的過程機械能守恒。（4）實驗中發(fā)現(xiàn)擺錘重力勢能的減小量略大于擺錘動能的增加量，則可能的原因是______。（5）由實驗數(shù)據(jù)，通過描點作出了如圖丙所示的線性圖像，圖像的縱坐標應為______（選填、或），根據(jù)圖像說明機械能守恒的依據(jù)是______?！敬鸢浮?/p>

B

0.620

實驗中存在阻力（其他答案合理即給分）

圖像的斜率為【詳解】（1）[1]A．根據(jù)機械能守恒定律，重力勢能的減少量與動能增加量中均含有m，所以可以約掉，此實驗可以不測質(zhì)量一樣可以得出結(jié)論，故A錯誤；B．實驗時應使左側(cè)刻度尺處于豎直位置，這樣便于計算擺錘運動過程中的高度差，故B正確；C．為方便的計算圓柱體與擺錘初始位置的高度差，各圓柱體可以等高分布，而不是要沿圓弧等距均勻分布，故C錯誤；D．若釋放擺錘時有初速度，可以選擇其通過各圓柱體的過程來進行驗證，故D錯誤。故選B。（2）[2]游標卡尺讀數(shù)是主尺讀數(shù)（mm的整數(shù)倍）加上游標尺的讀數(shù)（mm的小數(shù)位），由圖可讀出為（3）[3]若擺錘從②運動到⑧的過程機械能守恒，則應有簡化得（4）[4]擺錘往下擺動過程中，空氣阻力對其做負功，機械能有損失，因此減少的重力勢能并沒有完全轉(zhuǎn)化為動能。（5）[5]若滿足得知圖像是一條過原點的傾斜直線，故圖像縱坐標應為。[6]如果圖像的斜率在誤差允許的范圍內(nèi)等于，機械能守恒定律得到驗證。4．DIS是由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機、實驗教學軟件構(gòu)成的數(shù)字化實驗系統(tǒng)。某實驗小組“用DIS研究機械能守恒定律”的實驗裝置如圖甲所示。實驗時，將擺球（連同遮光片J）每次都從同一位置M下擺，傳感器K分別固定在A、B、C、D采集數(shù)據(jù)，D點為擺球通過的最低點。在一次實驗中以圖象方式采集數(shù)據(jù)并分析實驗結(jié)果，所顯示的圖象如圖乙所示。圖象的橫軸表示擺球距離D點的高度h，縱軸表示擺球的重力勢能Ep、動能Ek或機械能E（不計空氣阻力）。（1）圖乙中的圖象表示擺球重力勢能Ep隨擺球距離D點的高度h變化關系的圖線是_____（選填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。（2）擺球在擺動過程中，重力所做功的最大值為_____J（重力加速度取9.8m/s2）。（3）從圖乙中的圖象可以得出本實驗的結(jié)論是：_____?！敬鸢浮?/p>

Ⅱ

0.016

擺球在擺動過程中，機械能守恒【詳解】（1）[1]根據(jù)Ep＝mgh和動能定理可知，當高度增大時，重力做負功，Ep＝mgh增大，動能減小，而機械能不變，則擺球重力勢能Ep隨擺球距離D點的高度h變化關系的圖線是Ⅱ。（2）[2]小球擺動過程受到拉力和重力，拉力不做功，只有重力做功，由圖知，小球的機械能守恒，因此直線Ⅰ表示機械能，而當動能為零時，重力勢能最大，即重力所做功的最大值為0.016J。（3）[3]由三個圖線可知，動能+重力勢能＝機械能，因此擺球在擺動過程中，機械能守恒。5．某實驗小組利用如圖甲所示裝置驗證小鐵球在豎直平面內(nèi)擺動過程中機械能守恒。將力傳感器固定，不可伸長的輕繩一端系住小球，另一端連接力傳感器，若某次實驗記錄輕繩拉力大小隨時間的變化如圖乙所示，其中是實驗中測得的最大拉力值。（1）現(xiàn)用游標卡尺測得小球的直徑如圖丙所示，則小球的直徑為______cm；（2）觀察圖乙中拉力峰值隨時間的變化規(guī)律，分析形成這一結(jié)果的主要原因是______；（3）若測得小球質(zhì)量為m，直徑為d，輕繩長為l，小球釋放的位置到最低點的高度差為h，重力加速度為g，小球由靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中，驗證該過程小球機械能守恒的表達式為______（用題中給定的字母表示）?！敬鸢浮?/p>

1.220

空氣阻力的影響

【詳解】（1）[1]小球的直徑為（2）[2]根據(jù)F-t圖像可知小球做周期性的擺動，每次經(jīng)過最低點的拉力最大，而最大拉力逐漸減小，說明經(jīng)過最低點的最大速度逐漸減小，則主要原因是空氣阻力做負功，導致機械能有損失（3）[3]小球由靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中，重力勢能的減小量根據(jù)圓周運動，在最低點則動能即動能的增量當機械能守恒，即表達式為6．某同學用圖示裝置驗證機械能守恒定律，實驗步驟如下：①將拉力傳感器固定在高處，傳感器與顯示屏連接，用細線系著一實心小球，細線另一端固定在傳感器下端的O點，調(diào)整激光筆的高度使其光線水平經(jīng)過O點；②小球自由靜止時讀出傳感器示數(shù)F0；③將小球拉起，使細線伸直且與激光束重合，釋放小球，讀出小球下擺過程中傳感器最大示數(shù)F1；④增大懸線長度，多次重復步驟③，依次讀出小球下擺過程中傳感器最大示數(shù)F2、F3、F4……Fn；⑤求出傳感器最大示數(shù)的平均值，比較Fm與F0的值。（1）下列同體積小球中選用_________（填字母標號）更有利于驗證機械能守恒定律。A．鋼球

B．塑料球

C．鋁合金球（2）在誤差允許范圍內(nèi)，若Fm=________F0，則該過程滿足機械能守恒。若改換為密度更大的同體積小球，重復實驗，該關系式__________（填“仍然”或“不再”）成立。【答案】

A

3

仍然【詳解】（1）[1]小球下擺過程中若只有重力做功，則機械能守恒，為減小空氣阻力影響，相同體積時應選用密度大的小球，故應選鋼球，A正確。（2）[2]豎直懸掛時，小球受力平衡有小球下擺過程若機械能守恒，則從釋放到最低點有在最低點拉力最大解得[3]最大值與繩長無關，故若僅增大小球質(zhì)量，關系仍然成立。三、利用“系統(tǒng)法”研究平拋運動的特點7．某同學設計了如圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律。A、B為材料不同的小桶，其中小桶位置A上裝有遮光片，B內(nèi)裝有若干質(zhì)量均為m的金屬球，兩個小桶用繞過光滑定滑輪的輕繩連接，豎直刻度尺下端固定有光電門。初態(tài)時系統(tǒng)靜止，繩子拉力為Mg，記下遮光片在標尺上對準的位置。（1）用游標卡尺測遮光片的寬度d，如圖乙所示，則______cm。（2）將小桶B內(nèi)的一個小球放到小桶A中，然后由靜止釋放小桶A，記錄遮光片通過光電門的遮光時間t，則遮光片遮光時小桶A的速度為______。（3）將小桶B中的2個，3個，4個……n個小球轉(zhuǎn)移到小桶A中，仍由靜止釋放小桶A，保持每次小桶A下落的初始位置不變，測得多個對應的遮光片遮光時間t，以為縱軸，以n為橫軸，作出圖象，通過刻度尺測出小桶A釋放時遮光片到光電門的距離h，當?shù)刂亓铀俣葹間，如果作出的圖線為過原點的直線且圖線的斜率等于______，則可驗證機械能守恒然定律。【答案】

0.535

【詳解】（1）[1]由游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知遮光片的寬度（2）[2]由題意可得，遮光片遮光時小桶A的速度（3）[3]根據(jù)機械能守恒定律有整理有如果得到的圖線為過原點的直線，且斜率即可驗證機械能守恒定律。8．某同學用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律。用細線連接質(zhì)量、的兩物體，跨過光滑輕質(zhì)小滑輪，在下端拖著的紙帶通過打點計時器，讓從高處由靜止開始下落。實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示，O是打下的第一個點，A、B、C、D是計數(shù)點，相鄰的兩計數(shù)點間還有一個點未畫出，已知打點計時器頻率為50Hz，當?shù)刂亓铀俣萭取。（計算結(jié)果均保留兩位小數(shù)）（1）在打下C點時兩物體的速度大小___________m/s。（2）從O點到C點的過程中，系統(tǒng)動能的增加量__________J，系統(tǒng)重力勢能的減少量__________J。（3）從O點到C點的過程中，系統(tǒng)重力勢能的減少量大于系統(tǒng)動能的增加量的可能原因是：____________________。【答案】

1.12

0.80

0.83

克服空氣阻力做功【詳解】（1）[1]打下C點時兩物體的速度大?。?）[2]動能的增加量[3]重力勢能的減少量（3）[4]大于的原因可能是物體克服空氣阻力做功，克服紙帶與打點計時器間的摩擦力做功，克服細線與滑輪間的摩擦力做功，克服阻力做功等。9．某實驗小組利用如圖甲所示裝置來驗證機械能守恒定律。A、B是兩個相同的小物塊，用天平測得其質(zhì)量均為m，C是內(nèi)部裝有砝碼的托盤，其總質(zhì)量為M，A、B間用輕彈簧拴接，B、C間用輕質(zhì)且不可伸長的細繩相連。物塊A靜止放置在一壓力傳感器上，C的正下方放置一測速儀，該測速儀能測出C的速率，壓力傳感器與測速儀相連，對應數(shù)據(jù)可向計算機輸出。整個實驗過程中彈簧均處于彈性限度內(nèi)，彈簧的彈性勢能只與彈簧本身及形變量有關，不計滑輪與細繩的摩擦，當?shù)氐闹亓铀俣葹間。（1）開始時，系統(tǒng)在外力作用下保持靜止，細繩拉直但張力為零。現(xiàn)自由釋放C，當C向下運動到某一位置時，壓力傳感器示數(shù)為零，測速儀顯示的對應速率為v，且v不為零。其中M和m大小關系應滿足M_________m（填“小于”“等于”或“大于”），才能實現(xiàn)上述過程；（2）保持A、B質(zhì)量m不變，增加C中砝碼的個數(shù)，即增大托盤和砝碼的總質(zhì)量M，重復步驟（1），當壓力傳感器示數(shù)再次為零時，C下落的高度為________（設彈簧的勁度系數(shù)為k），與前一次相比C下落的高度將_________（填“增加”“減少”或“不變”）；（3）重復上述操作，得到多組不同M下對應的v。根據(jù)所測數(shù)據(jù)，為更直觀地驗證機械能守恒定律，作出圖線如圖乙所示，圖線在縱軸上的截距為b，則彈簧的勁度系數(shù)k=________（用題目中的已知量表示）?！敬鸢浮?/p>

大于

不變

【詳解】（1）[1]根據(jù)題意，壓力傳感器的示數(shù)為零，且不為0，因此C減少的重力勢能大于B增加的重力勢能，C下落的高度等于B物體上升的高度，所以C的質(zhì)量M大于B的質(zhì)量m；（2）[2][3]剛釋放C時，彈簧處于壓縮狀態(tài)若使壓力傳感器示數(shù)為零，則彈簧處于拉長狀態(tài)，拉力為因此C下落的高度為彈簧的形變量為增加M的質(zhì)量，使M下落，由于壓力傳感器的示數(shù)再次為零，不論C的質(zhì)量如何，要使壓力傳感器示數(shù)為零，則B物體上升了，C下落的高度為，C下落的高度不變；（3）[4]從釋放到壓力傳感器示數(shù)為零，彈簧的彈性勢能不變，重力勢能的減小量等于動能的增加量，則有即可知縱軸截距解得10．利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖1所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的輕繩與一質(zhì)量為m的小球相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B處有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間，用表示A到光電門B的距離，表示遮光片的寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B時的瞬時速度，實驗時滑塊在A處由靜止開始運動，重力加速度為g。（1）某次實驗測得傾角，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達B處時m和M組成的系統(tǒng)動能增加量可表示為_______，在誤差允許的范圍內(nèi)方程_______成立，則可認為系統(tǒng)的機械能守恒。（用題中所給的物理量表示）。（2）在上述實驗中，某同學改變A、B間的距離L，測出滑塊通過B時的瞬時速度v，作出的圖象如圖2所示，并測得，則重力加速度________。（保留三位有效數(shù)字）【答案】

9.68【詳解】（1）[1]由于擋光片通過光電門的速度因此m和M組成的系統(tǒng)動能增加量為[2]小球重力勢能的減小量滑塊重力勢能增加量因此系統(tǒng)的重力勢能減少量在誤差允許的范圍內(nèi)，應該滿足機械能守恒，即即（2）[3]由于代入數(shù)據(jù)，整理得圖像的斜率就是重力加速度，因此重力加速度四、利用其他方法驗證機械能守恒定律11．如圖甲所示的斜槽，其末端水平且有一定長度，靠在豎直板（前表面貼有白紙）的左側(cè)前邊緣，某同學利用該裝置研究平拋運動規(guī)律，并驗證機械能守恒定律。（1）該同學將小鋼球A從軌道的不同高度h處靜止釋放，斜槽軌道水平末端離落點的高度固定為H，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s。①若軌道完全光滑，s2與h的理論關系應滿足s2=________（用H、h表示）。②圖乙中s2-h關系圖線a，b，c中，第________條為理論關系圖線，第_______條為實驗測量結(jié)果圖線。（2）接著該同學將質(zhì)量為0.1kg的小鋼球A由斜槽某位置靜止釋放，由頻閃照相得到如圖丙所示的小球位置示意圖，O點為小球的水平拋出點。（g取10m/s2）①根據(jù)小球位置示意圖計算出閃光間隔為0.1s。②以O點為零勢能點，小球A在O點的機械能為Eko=_______J（保留四位小數(shù)）；小球A在C點時的機械能為Ekc=_______J，若Eko=Ekc，則說明小球平拋過程機械能守恒?！敬鸢浮?/p>

4Hh

a

b

0.1125

0.1125【詳解】（1）①[1]根據(jù)動能定理有由平拋運動規(guī)律可得聯(lián)立可得②[2][3]若軌道不完全光滑，則從同一高度滑下的小鋼球?qū)嶋H水平拋出的速率小于理論值，其水平位移也小于理論值，所以圖乙中s2－h(huán)關系圖線a、b、c中，第a條為理論關系圖線，第b條為實驗測量結(jié)果圖線。（2）②[4]水平方向的初速度為小球A在O點的機械能為[5]設O點下第二個點為B點，其豎直方向速度為小球A在C點時，其豎直方向速度為小球A在C點時速度為小球A在C點時的機械能為12．利用甲圖裝置驗證機械能守恒定律，通電時，小鋼球補吸在電磁鐵上，斷電時，小鋼球自由落下?？諝庾枇珊雎圆挥?。(1)用螺旋測微器測量小鋼球的直徑如圖乙所示，則直徑為____________。(2)①測出小鋼球從釋放位置到光電門中心的距離為h（h遠大于d）。釋放小鋼球，記下其通過光電門的時間；②改變，測出多組（，）數(shù)據(jù)，畫出圖像如圖丙所示；③測出圖像的斜率為。已知當?shù)刂亓铀俣葹間，若在誤差允許的范圍內(nèi)，斜率近似等于____________（用所給的物理量的字母表示），則機械能守恒定律成立。(3)影響實驗結(jié)果的可能的主要原因是____________________________________。【答案】

0.6725

斷電后電磁鐵的磁性未立即消失【詳解】(1)[1]螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀。螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為6.5mm。可動刻度讀數(shù)為0.01×22.5mm=0.225mm所以最終讀數(shù)為d=6.5mm+0.225mm=6.725mm=0.6725cm(2)③[2]小鋼球做自由落體運動可得所以畫出圖像斜率(3)[3]影響實驗結(jié)果的可能的主要原因是斷電后電磁鐵的磁性未立即消失，對小鋼球下落有阻力。13．某同學利用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，所用器材包括：安裝phyphoxAPP的智能手機、鐵球、刻度尺、鋼尺等。實驗過程如下：（1）一鋼尺伸出水平桌面少許，將質(zhì)量為m的鐵球放在鋼尺末端，用刻度尺測出鋼尺上表面與地板間的高度差；（2）運行智能手機中的聲音“振幅”（聲音傳感器）項目；（3）迅速敲擊鋼尺側(cè)面，鐵球自由下落。傳感器記錄下聲音振幅隨時間變化曲線如圖10乙所示，第一、第二個尖峰的橫坐標分別對應鐵球開始下落和落地時刻。測得這兩個尖峰的時間間隔為。（4）若鐵球下落過程中機械能守恒，則應滿足等式：___________（請用物理量符號m、g、h、t表示）。（5）若已知鐵球質(zhì)量為50g，，則下落過程中減小的重力勢能，增加的動能___________J（結(jié)果保留3位小數(shù)）。相對誤差___________，據(jù)此可以得到的實驗結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，鐵球在自由下落過程中機械能守恒。（6）敲擊鋼尺側(cè)面時若鐵球獲得一個較小的水平速度，對實驗測量結(jié)果___________（填“有”或“沒有”）影響?！敬鸢浮?/p>

或

0.380

0.5

沒有【詳解】（4）[1]鐵球下落的速度為根據(jù)初速度為0的勻變速直線運動的公式有；解得鐵球下落時間t的速度為若鐵球下落過程中機械能守恒，則應滿足等式代入數(shù)據(jù)解得或（5）[2]下落過程中增加的動能[3]相對誤差（6）[4]根據(jù)運動的獨立性，敲擊鋼尺側(cè)面時若鐵球獲得一個較小的水平速度，不影響鐵球豎直方向的運動，對實驗測量結(jié)果沒有影響。14．某同學利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律。頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標數(shù)據(jù)為實際距離，（當?shù)刂亓铀俣萭取9.8m/s2，小球質(zhì)量m=0.200kg，計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）：（1）由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5=________m/s。（2）從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增加量?Ep=___________J，動能減少量?Ek=________J。