势能同步练习5

1、势能同步练习知识点一重力做功的特点1. 如图4 312所示，在竖直平面内，将一物体沿三种不同的路径自A移动至B.已知路径表示沿直线移动，路径表示沿曲线移动，路径表示沿折线A-C-B移动，重力所做的功分别记为Wi、W2、W3,则（）.图 4312A . Wi 二 W2 二 WB . WIVW2VW3C. WiWWsD . Wi 二 W3VW2解析根据重力做功特点，重力做功与路径无尖，由初、末状态的高度差决定，所以Wi二W?二Ws，A项正确.答案A2. 在高处的某一点将两个重力相同的小球以相同速率V。分别竖直上抛和竖直下抛，下列结论正确的是（不计空气阻力）（）A 从抛出到刚着地，重力对两球所做的功

2、相等B 从抛出到刚着地，重力分别对两球做的功都是正功C.从抛出到刚着地，重力对两球的平均功率相等D 两球刚着地时，重力的瞬时功率相等解析重力做功只取决于初、末位置的高度差，与路径和运动状态无矣由W二mgh得出重力做功只由重力和高度的变化决定，故A、B项正确由于竖直上抛W比竖直下抛的运动时间长，由P=T，知P上vP下，故c项错误由运动学公式得出落地时速度相同，其瞬时功率P二mgv，则相同，故D项正确.答案ABD知识点二重力势能3. 有尖重力势能的变化，下列说法中正确的是（）A 物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1 J,但物体重力势能的增加量有 可能不是1 JB 从同一高度将某一物体以相同的

3、速率平抛或斜抛，落到地面上时，物体重力势能的变化是相同的c从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的D 物体运动中重力做功是一 1 J,但物体重力势能的变化量不是1 J解析据重力做功特点与经过路径无尖，与是否受其他力无尖，只取决于始末位 置的高度差，再根据重力做功等于重力势能的减少量可知B、C对，D错对于A选 项，当物体加速运动时克服重力做功少于1 J,重力势能增加少于1 J,物体减速运动 时克服重力做功即重力势能增加量大于1 J，只有物体匀速向上运动时，克服重力做 功重力势能增加量才是1 J，A对.答案ABc4-尖于重力势能，以下说法中正确的是

4、（）A 某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的B 重力势能为0的物体，不可能对别的物体做功C.物体做匀速直线运动时，重力势能一定不变D .只要重力做功，重力势能一定变化解析由重力势能的表达式Ep二mgh可知，由于高度h具有相对性，重力势能的大 小也具有相对性，即处于某个位置的某个物体，在选择不同的参考平面时，重力 势能的大小是不同的.重力势能的大小具有相对性，其大小与参考平面的选取有尖，所以重力势能为0的 物体，是指物体处于参考平面上，并不能表明物体不具有做功的本领.如在地 面 上流动的一薄层水，若取地面为参考平面，则其重力势能为0，但当这些水流向更 低处时仍可对别的物体做功.物体的

5、重力势能是由物体的重力和物体的高度共同决定的，只要物体的高度发生变 化，物体的重力势能就一定发生变化例如，当物体沿斜面匀速下滑时，高度 减小， 重力势能将减小.重力的方向总是竖直向下的，重力做功时物体的高度肯定发生变化，重力势能也一定发生变化.可见，正确选项为D.答案D5.如图4 3心所示，桌面咼为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为)B mgh+igh图 4 3- 13C. mg（H+ h）解析重力势能的大小是相对参考平面而言的，参考平面选择不同，物体的高度 不同， 重力势能的大小则不同据题意知已选定桌面为参考平面

6、，则小球在最高点时的高度为 H，小球在桌面的高度为零，小球在地面时的高度为一 h,所以小球落到地面时，它的重 力势能为Ep二一mgh.答案D知识点三弹性势能6 尖于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（）.A 弹簧的弹性势能跟拉伸（或压缩）的长度有尖B .弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有尖C同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大D 弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有尖 解析由弹性势能的表达式Ep二2&可 知，弹性势能Ep与弹簧拉伸（或压缩）的长度有尖，A选项正确.Ep的大小还与k有 尖，B选项正确在弹性限度内，Ep的大小还与x有尖，x越大，Ep越大，C正确弹簧的 弹性势能是由弹簧的劲

7、度系数k和形变量x决定的，与使弹簧发生形变的物体无矣.答案ABC7如图4 3 14所示，质量为m的物体静止在水平地面上，物体上面连一根轻质弹簧，用手拉着弹簧上端将物体缓慢提高h，则人做的功C.小于mgh A 等于mghB 大于mghD .无法确定图 4 3 14解析手拉着弹簧向上运动着，物体提高h时，由于弹簧要伸长，因而不仅是物体重 力势能增加了 mgh，弹性势能也增加了，因此人做的功一定大于mgh，人手对弹簧 作用力的作用点位移一定大于h.面前瞬间的重力势能为)W=A Ep+A Ep人做功时消耗了人体内的化学能转化为物体的重力势能及弹 簧的 弹性势能. Ep= mgh,A Ep 0所以 Wm

8、gh答案B8一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图4-3-15所示，在A点，物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被 弹回下列说法中正确的是（）A 物体从A下降到B的过程中，动能不断变小，图4 3- 15重力势能不断增大B 物体从B上升到A的过程中，动能不断变小，重力势能不断增大C.物体从A下降到B以及从B上升到A的过程中，速率都是先增大，后减小；从A至（J B 重力势能减小，从B到A重力势能增加D 物体在B点时所受合力最大，弹性势能最大解析物体从A下降到B的过程中，重力做正功，弹力做负功，因此重力势能不断减 小，弹性势能不断增大在A、B中间有一点C,重力和弹力相等

9、，物体的速度最 大，即从A到C，物体向下的合力逐渐减小为零，向下的加速度也逐渐减小为零， 因此物体到达C点时的速度最大；从C到B时，物体向上的合力逐渐增大，向上的 加速度逐渐增大，物体向下做减速运动，在B点时，向上的合力最大，力卩速度值 最大（利用机械能守恒可以证明，此时aBg），速度为零.物体从B到A上升过程中，重力做负功、弹力做正功，因此重力势能不断增加，弹 性势能不断减小，物体从B到C的过程中，合力和加速度均向上但逐渐减小，因此 物体的速度逐渐增加，在C点合力为零，加速度为零，速度达到最大；物体从C到 A的过程向下的合力逐渐增大，最后等于重力，向下的加速度也逐渐增大，最后等于 重力加速度

10、g，因此物体做向上的减速运动.答案CD9 如图4 3-16所示，杆中点有一转轴0，两端分别固定质量为2m、m的小球a和b，当杆从水平位置逆时针转到竖直位置时，小球a和b构成的系统的重力势能如何变化，变化了多少？解析 重力对小球a做的功为Wi二2mgL重力对小球b做的功为Wz二一mgL图4-3-16则重力对由a、b组成的系统所做的总功为：Wg 二 Wi + W2二 2mgL+ （ mgL） = mgL.因为Wg0,所以系统的重力势能减少，且减少了 mgL.答案 小球a和b构成的系统 重力势能减少，且减少了 mgL.10 如图4 317所示，有一条长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾

11、角为9,另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面顶点为重力势能零点，求：图 4 3 17开始时和链条刚好从右侧全部滑出斜面时重力势能各是多大?（Q此过程中重力势能减少了多少？ 解析（1）以斜面最高点为重力势能零点，设长为L的链条质量为m.开始时，左边m L半链条重力势能为Epi二一2g 4sin 9，mg L右边一半的重力势能为Ep2二一2 4，左右两部分总的重力势能为1Ep= Epi + Ep2= 8mgL (1 + sin 9 ),最后链条从右侧刚好全部滑出时，重力势能1Ep!= 2mgL.1重力势能减少了 丘卩减二Ep Ep，二smgL （3 sin 9 ）

12、.1 1答案(1) 8mgL (1 + sin 9 ) 2mgL1(2)8mgL (3 sin 9 )g11 -起重机以4的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，则起 重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做的功为多少？物体的重力势 能变化了多少？（空气阻力不计）解析由物体运动的加速度，据牛顿第二定律可确定物体所受的合力及钢索对物体的 拉力，再由功的定义式及重力做功与重力势能的变化尖系求解.由题意可知起重机的加速度a=4，物体上升咼度h.据牛顿第二定律得mg- F= ma13F = mgma= mg mx 4g=4mg方向竖直向上.3所以拉力做功W = Fhcos 0 =

13、 4mgh重力做功 Wg= mghcos 180 = mgh即物体克服重力做功为mgh又因为 Ws 二 Epi Ep2 二一mgh 所以 Ws0、 EpiEp2、即物体重力势能增加了 mgh.3答案4mgh mgh增加了 mgh12 质量为m的小木球从离水面高度为h处由静止释放，落入水中后，在水中运动 的最大深度是F,最终木球停在水面上若木球在水中运动时，受到的阻力 恒为f, 求：(1) 木球释放后的全部运动过程重力做的功是多少，它的重力势能变化了多少？(2) 全过程中水对木球的浮力做了多少功？(3) 分析木球的运动情况，根据你现有的知识能否求出水的阻力f对木球做的总功？若能，请简要说明思路.解析(1)因为重力做功与路径无尖，只与过程初、末状态的高度有尖，所以全过程尽 管木球在水下做了许多往复运动，但所做的功由h的大小决定，即Wg= mgh木球的重力势能减少了 mgh.(2) 水对木球的浮力是一个恒力，全过程木球在浮力作用下发生的位移是零，所以水 的浮力做的功是零，或者从球在水中的每一个往复过程研究浮力对木球做的功：木 球在水中下落时，浮力做负功，在水中上浮时浮力做等量的正功，所以木球的每一次往复运动，水的浮力对它做的功都为零，全部往复运动过程中，浮力做 功也为零.(3) 木球先是在空中自由下落，进入水中后由于阻力(包括浮力和因运动而产生的 阻