勢能的變化與機械功同步練習(xí)(精品)

1、4.1勢能的變化與機械功同步練習(xí)（滬科版必修2)同步測控1. 下面有關(guān)重力勢能的說法正確的是（）A. 舉得越高的物體，具有的重力勢能就越大B. 質(zhì)量越大的物體，具有的重力勢能就越大C. 物體的重力勢能可能小于零D. 物體的重力勢能不可能為零解析：選C.物體的重力勢能 Ep=mgh, %是到零勢能參考平面的距離.舉得越高的物體，具有的重力勢能不一定越大，質(zhì)量越大的物體具有重力勢能也不一定越大，所以A、B均錯.當物體在參考平面上時，該物體的重力勢能就為零；在參考平面以下時重力勢能就小于零，所以C正確，D錯.2. 關(guān)于重力勢能和彈性勢能，下列說法正確的是（）A. 重力勢能屬于物體和地球這個系統(tǒng)，彈性

2、勢能屬于發(fā)生彈性形變的物體B. 重力勢能是相對的，彈性勢能是絕對的C. 重力勢能和彈性勢能都是相對的D. 重力勢能和彈性勢能都是狀態(tài)能解析：選ACD.重力勢能是地球和物體共有的，彈性勢能是發(fā)生彈性形變的物體具有的能.故A正確；重力勢能和彈性勢能都是相對的，故B錯，C正確；勢能都對應(yīng)于物體的某一狀態(tài)，故D正確.3.O -T- H 0 -圖 4 1 3如圖4一 1 一 3所示，桌面高為”，質(zhì)量為加的小球從離桌面高H處自由落下，不計空氣阻力，假設(shè)桌面處的重力勢能為0,則小球落到地面前瞬間的重力勢能為（）A. mghB. mgHC. mg （ h-H）D. mgh解析：選D.重力勢能的大小是相對參考平

3、面而言的，參考平面選擇不同，物體的高度不同，重力勢能的大小則不同.據(jù)題意知已選定桌面為參考平面，則小球在最高點時的高度為小球在桌面的高度為零，小球在地面時的高度為一,所以小球落到地面上時，它的重力勢能為Ep=mgh.4.圖 4-1-4如圖4 1 4所示，一個物體以速度如沖向與豎直墻壁相連的輕質(zhì)彈簧，墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中以下說法正確的是（）A. 物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B. 物體向墻壁運動相同的位移，彈力做的功不相等C. 彈簧的彈力做正功，彈性勢能減小D. 彈簧的彈力做負功，彈性勢能增加解析：選BD.由功的計算公式 W=FscosO知，恒力做功時，做功的多少與物體

4、的位移成正比，而彈簧對物體的彈力是一個變力F=ks,所以A不正確.彈簧開始被壓縮時彈力小，彈力做的功也少，彈簧的壓縮量變大時，物體移動相同的位移做的功多，故B正確.物體縮量壓縮彈簧的過程，彈簧的彈力與彈力作用點的位移方向相反，所以彈力做負功，彈簧的壓 增大，彈性勢能增大，故C錯誤，D正確.5. 世界著名撐竿跳高運動員烏克蘭名將布勃卡身高1.83 m,體重82 kg,他曾35次打破撐 竿跳高世界紀錄，目前仍保持著6.14 m的室內(nèi)世界紀錄.請你探究以下兩個問題：（1）他跳過6.14 m時，至少克服重力做多少功？（2）他的重力勢能改變了多少？解析：（1）OG=-/Mg/仁一82X1OX （ 6.1

5、4-A）J-4285J,即克服重力做功為4285 J.（2）根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系可知，他的重力勢能增加了4285 J.答案：4285 J （ 2）增加了 4285 J課時訓(xùn)練一、選擇題1.下列關(guān)于重力勢能的說法，正確的是（）A. 重力勢能等于零的物體，不能對別的物體做功B. 重力勢能是地球和物體共有的，而不是物體單獨具有的C. 在同一高度的質(zhì)量相同的物體，雖然參考平面選取不同，但重力勢能一定相等D. 在地面上的物體，它具有的重力勢能一定等于零解析：選 B.重力勢能是由物體和地球的相對位置決定的能，由地球和物體所共有，故選項B正確；由于重力勢能具有相對性，其大小與參考平面的選取有關(guān)，

6、所以重力勢能等于零并不等于沒有對外做功的本領(lǐng)，只是表明物體的重心位于參考平面上，故選項A、C錯誤；只有選地面為圖一參考平面時，地面上的物體重力勢能才等于零，故選項D錯誤.2.若物體m沿不同的路徑I和II從/滑到B,如圖4-1-5所示，則重力所做的功為（）A.沿路徑I重力做功較大B.沿路徑II重力做功較大C.沿路徑I和II重力做功一樣大D.條件不足，不能判斷解析:選C.重力做功的特點：只與高度差有關(guān)，與路徑無關(guān)3. 關(guān)于彈性勢能，下列說法中正確的是（）A. 任何發(fā)生彈性形變的物體，都具有彈性勢能B. 任何具有彈性勢能的物體，一定發(fā)生了彈性形變C. 物體只要發(fā)生.形變，就一定具有彈性勢能D. 彈簧

7、的彈性勢能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)解析：選AB.由彈性勢能的定義和相關(guān)因素進行判斷.發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于彈力作用而具有的勢能，叫做彈性勢能.所以，任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能，任何具有彈性勢能的物體一定發(fā)生了彈性形變.物體發(fā)生了形變，若是非彈性形變，無彈力作用，則物體就不具有彈性勢能.彈簧的彈性勢能除了跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)外，還跟彈簧勁度系數(shù)的大小有關(guān).圖 4 1 6/ 點滾到了山腳下的某游客領(lǐng)著孩子游泰山時，孩子不小心將手中的皮球滑落，球從A. 從N到B的曲線軌跡長度不知道，無法求岀此過程重力做的功B. 從/到B過程中阻力大小不知道，無法求岀此過程重力做

8、的功C. 從A到B重力做功 mg ( H+h )D. 從A到B重力做功/wgH解析：選D.重力做功與經(jīng)過路徑無關(guān)，與是否受其他力也無關(guān)，只與始末位置有關(guān)，由WG=?7gA"可知 D 對，A、B、C 錯.5. 一實心正方體鐵塊與一實心正方體木塊質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地面上，下列結(jié)論中正確的是()A. 鐵塊的重力勢能大于木塊的重力勢能B. 鐵塊的重力勢能等于木塊的重力勢能C. 鐵塊的重力勢能小于木塊的重力勢能D. 上述三種情況都有可能解析：選C.由于鐵塊和木塊的密度不同，所以，質(zhì)量相等的鐵塊和木塊，木塊的體積較大，放在同一水平地面上時，木塊的重心高，因此，木塊的重力勢能較大6. 如

9、圖 4 一 1 一 7所示，兩個質(zhì)量相等的物體從同一高度沿傾角不同的斜面加速下滑，如。2,且第一個斜面 光滑，第二個斜面粗糙.由頂端滑到底端的過程中，重力對物體做的功分別為叭和W 重力勢能的 變化量分別為 AEpj和AEp2,貝0()D? AEpiVAAp?A. Wx=WzB. WxvW2C? AEpi>A £p2解析：選 A.兩物體的質(zhì)量相等，重力相同.初、末位置的高度差相同，所以重力做功相等重力勢能的改變量也相等，故A正確.如圖4 一 1 一 8所示，一個質(zhì)量為 M的物體，放在水平地面上，物體上方安裝一個長度為Z、勁度系數(shù)為k的輕彈簧處于原長，現(xiàn)用手拉著彈簧上端的P點緩慢向

10、上移動，直到物體離 開地面一段距離，在這一過程中， P點的位移(開始時彈簧處于原長)是則物體重力勢能的增加量為()D. MgH-B?C MgH MA? MgH解析：選C.物體離開地面時，彈簧伸長*=爺 重物上升的高度 h=H-x重力勢能增加量 Ep=Mgh=MgHA-所以正確答案為 C.浮起的高度為100 mm,則該過程中磁懸浮列車增加的重力勢能是仗取10 m/s2)()A. 20 JB. 200 JC.2X104 JD. 2X10 7 J解析：選 C.A/r=100mm=0.1m,所以 AEp=，/AAA=20X 103X 10 X 0.1 J=2X10 4 J.9.圖 4 1 9用拉力T將

11、一個重為5 N的物體勻速升高 3 m,如圖4 1 9所示，在這個過程中，下列說 法正 確的是（）A.物體的重力做了 15 J的功B拉力T對物體做了 15J的功?物體的重力勢能增加了 15 JC. 合力對物體做的功是 15 JD. 解析：選BC.物體上升，重力做負功，=/Hg/z = 5X3 J= 15 J,選項A錯誤；因為 物體勻速上升，所以拉力T=G=5N,則拉力做功旳="=5X3 J=15J,選項B正確；因物體克服重力做功15 J,故物體重力勢能增加15 J,選項C正確；因為物體勻速上升，合力為零，則合力不做功，選項D錯誤.10.如圖4-1-10所示，將橫截面積為S的玻璃管彎成連

12、通器，放在水平桌面上，左、右管處在豎直的液體，然 后打開閥門直到液狀態(tài)，先關(guān)閉閥門往左、右管中分別注入高度為傷和他、密度為 體靜止.在上述過程中，液體的重力勢能減少了（）A. pgS(hi fidB 舟 pgSffii-/id?CApgS(hh 2)2D.gS（/h-仏）解析：選C.打開閥門K后，左管中的液體流向右管，直到兩管液面相平，相當于把左管中高為如尹的液體“搬”到右管中，其重心下降的高度為篤魚，所以該過程中，液體重力勢能的減少量為 XEp=pgShSWp=r_13hl=ApgS（h 2-hi）2.二、非選擇題11.圖 4-1-11在水平地面上放一個豎直輕彈簧，彈簧上端與一個質(zhì)量為2.0

13、 kg的木塊相連.若在木塊上 再作用一個豎直向下的力 F,使木塊緩慢向下移動 0.10 m,力F做功2.5 J.此時木塊再次 處于平衡狀 態(tài)，力F的大小為50 N,如圖4-1-11所示，求：（1）在木塊下移0.10 m的過程中彈性勢能的增加量；(2) 彈簧的勁度系數(shù) .解析：(1)木塊下移0.10 m中，F(xiàn)與重力的合力等于彈簧彈力，所以力 F和重力做功等 于彈簧 彈性勢能的增加量，故彈性勢能的增加量為A£p=W>+/MgA=(2.5+2.0X10X0.10)J =4? 5 J.(2)由平衡條件得，木塊再次處于平衡時 F=kh, 所以勁度系數(shù)片誌誌 N/m=500 N/m. 答案： (1)4.5 J (2)500 N/m12.在離地面高80 m處無初速度釋放一小球，小球質(zhì)量為m=200 g,不計空氣阻力，g取10 m/s2取最高點所在水平面為參考平面 . 求：在第2s末小球的重力勢能；在第3 s內(nèi)重力所做的功和重力勢能的變化量解析：(1)在第2 s末小球的高度：hAgt2A