高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第五節(jié) 探究彈性勢能的表達(dá)式練習(xí) 新人教版必修2

【成才之路】高中物理第七章機(jī)械能守恒定律第五節(jié)探究彈性勢能的表達(dá)式練習(xí)新人教版必修2基礎(chǔ)夯實(shí)1．(江蘇鹽城中學(xué)09～10學(xué)年高一下學(xué)期期中)關(guān)于重力勢能的說法，正確的有()A．重力勢能只能由重物決定B．重力勢能不能為負(fù)值C．重力勢能是相對的D．重力對物體做正功，物體的重力勢能增大答案：C2．甲、乙兩個(gè)物體的位置如圖所示，質(zhì)量關(guān)系m甲<m乙，甲在桌面上，乙在地面上，若取桌面為零勢能面，甲、乙的重力勢能分別為EP1、EP2，則有()A．EP1>EP2B．EP1<EP2C．EP1＝EP2D．無法判斷答案：A解析：取桌面為零勢能面，則EP1＝0，物體乙在桌面以下，EP2<0，故EP1>EP2，故A正確．3．(沈陽二中09～10學(xué)年高一下學(xué)期期中)豎直上拋一個(gè)小球，從拋出到落回原拋出點(diǎn)的過程中，它的速度、重力勢能、位移、加速度隨時(shí)間變化的函數(shù)圖象(如圖所示)中正確的是(不計(jì)空氣阻力，以豎直向下為正方向，圖中曲線為拋物線，拋出點(diǎn)為零勢能點(diǎn))()答案：ABC4．關(guān)于重力勢能與重力做功，下列說法中正確的是()A．物體克服重力做的功等于重力勢能的增加B．在同一高度，將物體以初速度v0向不同方向拋出，從拋出到落地的過程中，重力所做的功相等，物體所減少的重力勢能一定相等C．重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功D．用手托住一個(gè)物體勻速上舉時(shí)，手的支持力做的功等于克服重力的功與物體重力勢能之和答案：AB解析：根據(jù)WG＝Ep1－Ep2知，物體克服重力做的功等于重力勢能增加，A正確．根據(jù)重力做功的特點(diǎn)知，從同一高度拋出物體到落地的過程中，重力做功相等，因而重力勢能的減少量也相等，B正確．重力勢能的數(shù)值依賴于參考面的選取，重力勢能為零的物體，完全可以對別的物體做功，C錯(cuò)誤．用手托住物體勻速上升時(shí)，手的支持力等于物體的重力，手的支持力做的功等于物體克服重力的功，也等于物體重力勢能的增加量，D錯(cuò)誤．5．如圖所示，小球質(zhì)量為m，大小不計(jì)，右邊圓軌道半徑為R，小球從h＝3R處沿斜面滑下后，又沿圓軌道滑到最高點(diǎn)P處，在這一過程中，重力對小球所做的功為________，小球重力勢能減少了________．z答案：mgRmgR6．金茂大廈是上海的標(biāo)志性建筑之一，它主體建筑地上88層，地下3層，高420.5m，是目前國內(nèi)第一、世界第三高樓(如圖所示)．距地面341m的第88層為國內(nèi)迄今最高的觀光層，環(huán)顧四周，極目眺望，上海新貌盡收在眼底．站在88層上質(zhì)量為60kg的游客，在下列情況中，他的重力勢能各是多少？(g取10m/s2)(1)以地面為零勢面；(2)以第88層為零勢面；(3)以420.5m的樓頂為零勢面，若他乘電梯從地面上升到88層，他克服重力做多少功？答案：(1)2.046×105J(2)0(3)2.046×105J解析：(1)以地面為參考面h＝341m所以EP＝mgh＝60×10×341J＝2.046×105J(2)以88層為零勢面h＝0所以EP＝0(3)游客從地面到88層，重力做的功為WG＝－mgΔh＝－60×10×341J＝－2.046×105J所以他克服重力做功2.046×105J.7．有一上端掛在墻上的長畫，從畫的上端到下端的畫軸長1.8m，下端畫軸重1N，畫重0.8N(畫面處處均勻)，現(xiàn)將長畫從下向上卷起來，求長畫的重力勢能增加了多少．答案：2.52J解析：畫面的重力勢能增加了ΔEp1＝m1geq\f(l,2)＝0.8×eq\f(1.8,2)J＝0.72J，畫軸的重力勢能增加了ΔEp2＝m2gl＝1×1.8J＝1.8J，所以長畫的重力勢能增加了ΔEp＝ΔEp1＋ΔEp2＝2.52J.能力提升1．一實(shí)心鐵球與一實(shí)心木球質(zhì)量相等，將它放在同一水平地面上，下列結(jié)論正確的是()A．鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能B．鐵球的重力勢能等于木球的重力勢能C．鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能D．木球的重力勢能不會大于鐵球的重力勢能答案：C解析：因?yàn)殍F球和木球的密度不同，所以，質(zhì)量相等的鐵球和木球，木球的體積較大，放在同一水平地面上時(shí)，木球的重心高，因此，木球的重力勢能大于鐵球的重力勢能，選項(xiàng)C正確．2．(福州市09～10學(xué)年高一下學(xué)期聯(lián)考)如圖所示質(zhì)量為m的物體從桌面邊緣豎直向上拋出，桌面比地面高h(yuǎn)，物體到達(dá)的最高點(diǎn)距桌面高為H，若以桌面為參考面，則物體落地時(shí)的重力勢能EP和整個(gè)過程中重力所做的功WG為()A．0mgHB．－mghmghC．－mghmg(h＋H)D．mgHmg(h＋2H)答案：B解析：取桌面為參考面，物體落地時(shí)的重力勢能為－mgh，重力做功與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)WG＝mgh，所以B項(xiàng)正確．3．沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面將同一物體分別從底端拉到頂端，下列說法正確的是()A．沿坡度小的斜面運(yùn)動時(shí)物體克服重力做功多B．沿坡度大，粗糙程度大的斜面運(yùn)動物體克服重力做功多C．沿坡度小，粗糙程度大的斜面運(yùn)動物體克服重力做功多D．不管沿怎樣的斜面運(yùn)動，物體克服重力做功相同，物體增加的重力勢能也相同答案：D解析：重力做功的特點(diǎn)與物體的運(yùn)動路徑無關(guān)，只與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān)，不論是光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動．物體克服重力做多少功(重力做多少負(fù)功)它的重力勢能必增加多少．4．如圖所示為一個(gè)人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動的軌跡，在衛(wèi)星由近地點(diǎn)a運(yùn)動到遠(yuǎn)地點(diǎn)b的過程中：()A．地球引力對衛(wèi)星不做功B．衛(wèi)星運(yùn)行的速率不變C．衛(wèi)星的重力勢能增加D．衛(wèi)星的動能增加答案：C解析：衛(wèi)星與地球間的引力遵守平方反比定律，其作用力方向始終在衛(wèi)星與地球的連線上．衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動的過程中，與地球的距離r不斷變化，相當(dāng)于一個(gè)物體距地面的高度在變化，所以地球?qū)πl(wèi)星的引力將對衛(wèi)星做功，由于離地面高度的增加，引力做負(fù)功，重力勢能增大，故答案C正確．5．沙河抽水蓄能電站自年投入運(yùn)行以來，在緩解用電高峰電力緊張方面，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益．抽水蓄能電站的工作原理是，在用電低谷時(shí)(如深夜)，電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池中，到用電高峰時(shí)，再利用蓄水池中的水發(fā)電．如圖，蓄水池(上游水庫)可視為長方體，有效總庫容量(可用于發(fā)電)為V，蓄水后水位高出下游水面H，發(fā)電過程中上游水庫水位最大落差為d.統(tǒng)計(jì)資料表明，該電站年抽水用電為2.4×108kw·h，年發(fā)電量為1.8×108KW·h.則下列計(jì)算結(jié)果正確的是(水的密度為ρ，重力加速度為g，涉及重力勢能的計(jì)算均以下游水面為零勢能面)()A．能用于發(fā)電的水最大重力勢能Ep＝ρVgHB．能用于發(fā)電的水的最大重力勢能Ep＝ρVg(H－eq\f(d,2))C．電站的總效率達(dá)75%D．該電站平均每天所發(fā)電能可供給一個(gè)大城市居民用電(電功率為105KW計(jì))約10h答案：BC解析：因用于發(fā)電的上游水庫中水的重心距下游水面的高度為H－eq\f(d,2)，所以用于發(fā)電的水的最大重力勢能Ep＝ρVg(H－eq\f(d,2))．故A錯(cuò)誤，B正確．電站的總效率：η＝eq\f(1.8×108kW·h,2.4×108kW·h)×100%＝75%.故C正確．由W＝P·t，則t＝eq\f(1.8×108kW·h,105kW)＝1.8×103h.故D錯(cuò)誤．6．黃果樹大瀑布(如圖所示)自70m高的斷崖絕壁凌空飛下直瀉犀牛潭，氣勢排山倒海．該瀑布常年流量約為每秒20m3，試估算每秒鐘水的重力勢能的變化量(g取10m/s2答案：1.4×107J解析：重力勢能的變化量等于重力做功的多少，ΔEp＝W＝mgh＝20×103×70×10J＝1.4×107J.7．一根質(zhì)量分布不均勻的金屬鏈條重30N、長1m，盤曲在水平地面上．當(dāng)從鏈條的A端慢慢提起鏈條到使它的另一端B恰好離開地面時(shí)，重力做功－12J.若改從B端慢慢提起鏈條使鏈條A端恰好離開地面，要克服重力做