2021高一物理-4.3.1-勢(shì)能-每課一練1(教科版必修2)

4.3.1勢(shì)能1．物體高度變化時(shí)，重力要對(duì)物體做功，當(dāng)物體向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)物體做________功，當(dāng)物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)物體做______功，重力對(duì)物體做的功只跟它的__________________有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑________，功的大小等于重力與始末位置的__________的乘積．2．物體的重力勢(shì)能等于物體受到的重力和____________的乘積，表達(dá)式為Ep＝______.在國際單位制中單位為______，符號(hào)為________．3．重力勢(shì)能的相對(duì)性(1)參考平面：物體的重力勢(shì)能總是相對(duì)于某一__________來說的，這個(gè)__________叫做參考平面．在參考平面上，物體的重力勢(shì)能取作______．(2)參考平面的選取：選擇哪一個(gè)水平面作參考平面，要依據(jù)具體狀況而定，一般以解決問題便利為原則．①選擇不同的參考平面，物體重力勢(shì)能的數(shù)值是________的，但物體在固定的兩個(gè)位置的重力勢(shì)能的差值與選擇的參考平面________．②對(duì)選定的參考平面，其上方物體的重力勢(shì)能是______值，其下方物體的重力勢(shì)能是____值，負(fù)號(hào)表示物體在這個(gè)位置具有的重力勢(shì)能要比在參考平面上具有的重力勢(shì)能______．4．重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系式為________________，當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，重力做______功，重力勢(shì)能________，即WG>0，Ep1>Ep2.重力勢(shì)能削減的數(shù)量等于重力做的功．當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做______功，或者說__________________，重力勢(shì)能________，即WG<0，Ep1<Ep2.重力勢(shì)能增加的數(shù)量等于________________________．5．物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫____________，物體的形變?cè)酱?，彈性?shì)能________．6．重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為________．重力勢(shì)能是________與受重力作用的物體組成的系統(tǒng)所共有的，彈性勢(shì)能是彈力裝置與受力作用的________組成的系統(tǒng)所共有的．7．關(guān)于重力勢(shì)能的說法中正確的是()A．質(zhì)量大的物體其重力勢(shì)能大B．位置高的物體其重力勢(shì)能大C．水平地面上的物體重力勢(shì)能都相等D．水平地面上方物體的重力勢(shì)能有可能比水平地面下方物體的重力勢(shì)能小8．關(guān)于彈性勢(shì)能，下列說法中正確的是()A．發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能B．只要彈簧發(fā)生形變，就確定具有彈性勢(shì)能C．彈性勢(shì)能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化D．彈性勢(shì)能在國際單位制中的單位是焦耳【概念規(guī)律練】學(xué)問點(diǎn)一重力做功的特點(diǎn)1．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(dòng)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(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)物體克服重力做功多D．不管沿怎樣的斜面運(yùn)動(dòng)，物體克服重力做功相同，物體增加的重力勢(shì)能也相同2．如圖1所示，圖1A點(diǎn)距地面高為h，B點(diǎn)在地面上，一物體沿兩條不同的路徑ACB和ADB由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，則()A．沿路徑ACB重力做的功多一些B．沿路徑ADB重力做的功多一些C．沿路徑ACB和路徑ADB重力做的功一樣多D．無法推斷沿哪條路徑重力做的功多一些學(xué)問點(diǎn)二重力勢(shì)能3．關(guān)于重力勢(shì)能，下列說法正確的是()A．物體的位置一旦確定，它的重力勢(shì)能的大小也隨之確定B．物體與零勢(shì)能面的距離越大，它的重力勢(shì)能也越大C．一個(gè)物體的重力勢(shì)能從－5J變到－3J，重力勢(shì)能變小了D．重力勢(shì)能的削減量等于重力對(duì)物體做的功4．樓上某房間地板高出樓外地面4m，窗臺(tái)比地板高1m別放在窗臺(tái)上A處、地板上B處和樓外地面上C處．(g取9.8m/s(1)以樓外地面為參考平面(零勢(shì)能面)，重物在A、B、C三處的重力勢(shì)能分別為EpA＝________，EpB＝________.EpC＝________.(2)以該房間地板為參考平面，重物在A、B、C三處的重力勢(shì)能分別為EpA＝________，EpB＝________，EpC＝________.(3)重物在A、B兩處的重力勢(shì)能之差EpA－EpB＝______，A、C兩處的重力勢(shì)能之差EpA－EpC＝________.(4)物體在某處的重力勢(shì)能的量值，跟參考平面的選取____關(guān)．學(xué)問點(diǎn)三彈性勢(shì)能5．關(guān)于彈性勢(shì)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(shì)能B．任何具有彈性勢(shì)能的物體，確定發(fā)生了彈性形變C．物體只要發(fā)生形變，就確定具有彈性勢(shì)能D．彈簧的彈性勢(shì)能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)6．關(guān)于彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系，我們?cè)谶M(jìn)行猜想時(shí)，可以參考對(duì)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系的爭辯，則下面的猜想有道理的是()A．彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化，當(dāng)彈力做正功時(shí)，彈性勢(shì)能將增加B．彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化，當(dāng)彈力做正功時(shí)，彈性勢(shì)能將削減C．彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化，當(dāng)彈力做負(fù)功時(shí)，彈性勢(shì)能將增加D．彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化，當(dāng)彈力做負(fù)功時(shí)，彈性勢(shì)能將削減【方法技巧練】一、重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系圖27．質(zhì)量為m的小球從離桌面高度為H處由靜止下落，桌面離地高度為h，如圖2所示．若以桌面為參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢(shì)能及整個(gè)過程中小球重力勢(shì)能的變化分別為()A．mgh，削減mg(H－h(huán))B．mgh，增加mg(H＋h)C．－mgh，增加mg(H－h(huán))D．－mgh，削減mg(H＋h)二、重力勢(shì)能變化量的求解方法8．如圖3所示，兩個(gè)底面積都是S的圓筒，用一根帶有閥門的細(xì)管相連通，放在水平地面上．兩桶內(nèi)盛有密度為ρ的水，閥門關(guān)閉時(shí)兩桶液面的高度分別為h1和h2，現(xiàn)將連接兩桶的管道閥門打開，讓左側(cè)桶中的水緩慢流入右側(cè)桶內(nèi)，最終兩桶液面的高度相同，求在此過程中水的重力勢(shì)能的變化量？圖31．關(guān)于重力勢(shì)能，下列說法中正確的是()A．重力勢(shì)能的大小只由物體本身打算B．重力勢(shì)能恒大于零C．在地面上的物體，它具有的重力勢(shì)能確定等于零D．重力勢(shì)能是物體和地球所共有的2．下列關(guān)于物體的重力勢(shì)能的說法中正確的是()A．物體的重力勢(shì)能值隨選擇的參考平面的不同而不同B．物體的重力勢(shì)能實(shí)際上是物體和地球組成的系統(tǒng)所共有的C．重力對(duì)物體做正功，則物體的重力勢(shì)能增加D．物體位于所選的參考平面以下時(shí)，物體的重力勢(shì)能為負(fù)值3．物體在運(yùn)動(dòng)過程中克服重力做功50J，則()A．重力做功50JB．物體的重力勢(shì)能確定增加50JC．物體的動(dòng)能確定削減了50JD．重力對(duì)物體做功－50J4．一實(shí)心鐵球和一實(shí)心木球質(zhì)量相等，將它們放在同一水平面上，下列結(jié)論正確的是()A．鐵球的重力勢(shì)能大于木球的重力勢(shì)能B．鐵球的重力勢(shì)能等于木球的重力勢(shì)能C．鐵球的重力勢(shì)能小于木球的重力勢(shì)能D．上述三種狀況都有可能5．關(guān)于重力做功與重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變的下列說法中正確的是()A．物體在運(yùn)動(dòng)中只受地球的吸引力作用時(shí)，重力勢(shì)能確定轉(zhuǎn)變B．只要重力對(duì)物體做功，物體的重力勢(shì)能確定轉(zhuǎn)變C．物體在重力與彈力作用下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，則物體的重力勢(shì)能確定不變D．物體從A點(diǎn)沿不同軌跡運(yùn)動(dòng)到位置較低的B點(diǎn)，則重力做功相同，重力勢(shì)能變化相同6.圖4如圖4所示，一個(gè)物體以速度v0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(duì)彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B．壓縮彈簧的過程中，物體向墻壁移動(dòng)相同的距離，彈力做的功不相等C．彈簧的彈力做正功，彈性勢(shì)能削減D．彈簧的彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加7．一質(zhì)量為m的物體被人用手由靜止豎直向上以加速度a勻加速提升h.關(guān)于此過程，下列說法中不正確的是()A．提升過程中手對(duì)物體做功m(a＋g)hB．提升過程中合外力對(duì)物體做功mahC．提升過程中物體的重力勢(shì)能增加m(a＋g)hD．提升過程中物體克服重力做功mgh8．自由下落的小球，從接觸豎直放置的輕彈簧開頭，到壓縮彈簧到最大形變的過程中，以下說法中正確的是()A．小球的速度漸漸減小B．小球、地球組成系統(tǒng)的重力勢(shì)能漸漸減小C．小球、彈簧組成系統(tǒng)的彈性勢(shì)能先漸漸增大再漸漸減小D．小球的加速度漸漸增大9．一蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離．假定空氣阻力可以忽視，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能始終減小B．蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加C．蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力先做正功，后做負(fù)功D．蹦極過程中，重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)變與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)題號(hào)123456789答案10.如圖5所示，圖5質(zhì)量為m的小球，用一長為l的細(xì)線懸吊于O點(diǎn)，將懸線拉直成水平狀態(tài)，并給小球一個(gè)向下的速度，讓小球向下運(yùn)動(dòng)．O點(diǎn)正下方D處有一小釘，小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，以D為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)過C點(diǎn)，若已知OD＝eq\f(2,3)l，則小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C的過程中，重力勢(shì)能削減了________，重力做功為________．11．質(zhì)量為3kg的物體放在高4m的平臺(tái)上，g取10(1)物體相對(duì)于平臺(tái)表面的重力勢(shì)能是多少？(2)物體相對(duì)于地面的重力勢(shì)能是多少？(3)物體從平臺(tái)落到地面上，重力勢(shì)能變化了多少？重力做的功是多少？12．質(zhì)量是100g的球從1.8m的高處落到水平板上，彈回到程中重力對(duì)球所做的功為多少？球的重力勢(shì)能變化了多少？第3節(jié)勢(shì)能課前預(yù)習(xí)練1．正負(fù)起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置無關(guān)高度差2．它的高度mgh焦耳J3．(1)水平面水平面零(2)①不同無關(guān)②正負(fù)小4．WG＝Ep1－Ep2正削減負(fù)物體克服重力做功增加物體克服重力做的功5．彈性勢(shì)能越大6．勢(shì)能地球物體7．D[重力勢(shì)能Ep＝mgh，是相對(duì)值，與參考平面的選取有關(guān)，故A、B錯(cuò)．參考平面不選水平地面時(shí)，Ep≠0，分析可知，D正確．]8．ACD[發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，都具有彈性勢(shì)能，A正確．彈性勢(shì)能跟重力勢(shì)能一樣，可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化，C正確．全部能的單位跟功的單位相同，在國際單位制中的單位是焦耳，D正確．]課堂探究練1．D[對(duì)同一物體而言，重力做功的特點(diǎn)與物體的運(yùn)動(dòng)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(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，物體克服重力做多少功(重力做多少負(fù)功)，它的重力勢(shì)能也必增加多少，故選D.]點(diǎn)評(píng)對(duì)同一物體而言，重力對(duì)物體所做的功只跟物體初、末位置的高度有關(guān)，跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)，物體沿閉合的路徑運(yùn)動(dòng)一周，重力做功為零，其實(shí)恒力(大小、方向均不變)做功都具有這一特點(diǎn)．2．C[對(duì)同一物體而言，重力做功與路徑無關(guān)，只由物體初、末位置的高度差打算．]3．D4．(1)490J392J0(2)98J0－392J(3)98J490J(4)有點(diǎn)評(píng)重力勢(shì)能具有相對(duì)性．重力勢(shì)能的表達(dá)式Ep＝mgh是與參考平面的選擇有關(guān)的，式中的h是物體重心到參考平面的高度．當(dāng)物體在參考平面以上時(shí)，重力勢(shì)能Ep為正值；當(dāng)物體在參考平面以下時(shí)，重力勢(shì)能Ep為負(fù)值．留意物體重力勢(shì)能正負(fù)的物理意義是表示比零勢(shì)能大還是小．(物體在參考平面上時(shí)重力勢(shì)能為零)5．AB[由彈性勢(shì)能的定義和相關(guān)因素進(jìn)行推斷．物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量，叫做彈性勢(shì)能．所以，任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能，任何具有彈性勢(shì)能的物體確定發(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，物體就不具有彈性勢(shì)能．彈簧的彈性勢(shì)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)．正確選項(xiàng)為A、B.]6．BC點(diǎn)評(píng)彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化，這一關(guān)系與重力做功引起重力勢(shì)能的變化是一樣的：彈力做正功，彈性勢(shì)能削減；彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加．7．D[小球落地點(diǎn)在參考平面以下，其重力勢(shì)能為負(fù)值，即－mgh；初態(tài)重力勢(shì)能Ep1＝mgH，末態(tài)重力勢(shì)能Ep2＝－mgh，重力勢(shì)能的變化量ΔEp＝Ep2－Ep1＝－mgh－mgH＝－mg(H＋h)，負(fù)號(hào)表示削減．重力勢(shì)能的變化也可以依據(jù)重力做功來推斷，小球下落過程中重力做正功，所以重力勢(shì)能削減量為WG＝mg(H＋h)．]方法總結(jié)(1)重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能削減，削減的重力勢(shì)能等于物體重力所做的功．(2)重力做負(fù)功時(shí)，重力勢(shì)能增加，增加的重力勢(shì)能等于物體克服重力所做的功．(3)重力對(duì)物體所做的功等于物體重力勢(shì)能變化量的負(fù)值．8.eq\f(ρgSh1－h(huán)22,4)解析以部分水為爭辯對(duì)象，如圖所示，打開閥門，當(dāng)兩桶水液面相平常，相當(dāng)于將圖中左側(cè)桶中陰影部分的水移至圖中右側(cè)桶中的上方，這部分水的質(zhì)量為：Δm＝eq\f(ρSh1－h(huán)2,2)，重心下降Δh＝eq\f(h1－h(huán)2,2)，故重力勢(shì)能削減了eq\f(ρgSh1－h(huán)22,4).方法總結(jié)解答流體重力勢(shì)能的變化及重力做功問題，用“填補(bǔ)法”比較簡捷，解法技巧是以部分液體為爭辯對(duì)象，把這部分液體填補(bǔ)到相應(yīng)的位置，這一部分液體的重力勢(shì)能變化相當(dāng)于整體重力勢(shì)能的變化，其實(shí)質(zhì)就是等效法．課后鞏固練1．D[依據(jù)Ep＝mgh知，重力勢(shì)能由物體所受的重力和它所處的高度共同打算，故A錯(cuò)．重力勢(shì)能是物體和地球組成的系統(tǒng)所共有的，故D正確．重力勢(shì)能是相對(duì)量，只有相對(duì)于一個(gè)參考平面時(shí)，重力勢(shì)能才有確定值，在地面上的物體，重力勢(shì)能不愿定為零，故C錯(cuò)．重力勢(shì)能有正負(fù)，故B錯(cuò)．]2．ABD3．BD4．C[由于鐵球和木球的密度不同，所以質(zhì)量相等的鐵球和木球比較，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(shì)能大于鐵球的重力勢(shì)能，選項(xiàng)C正確．]5．BD6．BD[由功的計(jì)算公式W＝Fxcosα知，恒力做功時(shí)，做功的多少與物體的位移成正比，而彈簧對(duì)物體的彈力是一個(gè)變力，所以A不正確；彈簧開頭被壓縮時(shí)彈力較小，彈力做的功也較少，彈簧的壓縮量變大時(shí)，物體移動(dòng)相同的距離做的功增多，故B正確；物體壓縮彈簧的過程，彈簧的彈力與彈力作用點(diǎn)的位移方向相反，所以彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加，故C錯(cuò)誤，D正確．]7．C[對(duì)物體：F－mg＝ma所以手對(duì)物體做功W1＝Fh＝m(g＋a)h，故A正確；合外力的功W合＝F合h＝mah，B正確；物體上升h，克服重力做功mgh，重力勢(shì)能增加mgh，C錯(cuò)，D對(duì)．]8．B[小球做加速度先減小到0后反向漸漸增大的變速運(yùn)動(dòng)，小球速度先增大后減小．故A、D錯(cuò)，小球的重力勢(shì)能漸漸減小，由于彈簧的壓縮量漸漸增大，因此彈簧的彈性勢(shì)能漸漸增大，故B正確，C錯(cuò)．]9．ABC[運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前，重力始終做正功，重力勢(shì)能減小，選項(xiàng)A正確；彈力始終做負(fù)功，彈性