巩固练习重力势能和弹性势能基础

1、【巩固练习】一、选择题：1、（2015北京高考）图中虚线是一跳水运动员在跳水过程中其重心运动的轨迹，则从起跳至入水的过程中，该运动员的重力势能（）A.一直减小B.一直增大C.先增大后减小D.先减小后增大2、（2016历下区校级月考）如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由高地h的A点滑到同一水平面上,轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（）A.沿轨道1滑下重力做功多B.沿轨道2滑下重力做功多C.沿轨道3滑下重力做功多D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多3.如图所示，一个质量为M的物体放在水平面上，物体上方连接一个长为手拉着弹簧P点缓慢向上移，直到物体离开地面一段距离，在这一过程中，于原长），则物

2、体的重力势能增加了（）L、劲度系数k的轻弹簧，现用P点位移是H（设开始时弹簧处A.MgHB.MgH+詈(Mg)2.MgH-gD.MgHMgk4.关于弹性势能，下列说法正确的是（）A.发生弹性形变的物体都具有弹性势能B.只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能C.弹性势能可以与其他形式的能相互转化D.弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳5、（2016邵阳校级月考）水平地面上分散平放着n块砖，每块砖白质量均为m,厚度均为d,某人将这些砖一块一块地叠放起来，则在这一过程中此人至少做功（）1 2,A.n（n-1）mgdB.一（n1）mgd2C.-n（n-1）mgdD.-n（n+1）mgd226 .在一次“

3、蹦极”运动中，人由高空落下，到最低点的过程中，下列说法正确的是（）A.重力对人做正功B.人的重力势能减小了C.橡皮绳对人做正功D.橡皮绳的弹性势能增加了7 .竖直弹簧下端固定于水平地面上，如图所示，小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端,经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处，则（）A.h愈大，弓t簧在A点的压缩量愈大B.弹簧在A点的压缩量与h无关C.h愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大D.小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大8.在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下面的猜想有一定道理的是（）A.重力势能与物体离地面的高度有关，弹性势

4、能与弹簧的伸长量有关；重力势能与重力的大小有关，弹性势能可能与弹力的大小有关，而弹力的大小又与弹簧的劲度系数k有关.因此弹性势能可能与弹簧的劲度系数k和弹簧的伸长量的二次方l2有关B. A选项中的猜想有一定道理，但不应该与l2有关，而应该是与l一个内部均匀的正方体物块的边长为a,质量为m放在粗糙水平面上，如图所示.由于物块质量很大,摩擦力也很大，需要用以A为轴翻滚的方法向前移动物块，若移动距离为s,且s>a,问此人至少要对此物块做多少功？有关C. A选项中的猜想有一定道理，但应该是与弹簧伸长量的一次方，即l有关D.上面三个猜想都没有可能性二、解答题：1 .质量为5kg的钢球，从离地面10

5、0m高处自由下落1s,1s内钢球重力势能减少了J（g取10m/s2,选取地面为参考平面）,1s末钢球的重力势能为J;如果选取地面上1m处的平面为参考平面，1s末它的重力势能为J;如果选取自由下落的出发点所在平面为参考平面，1s末重力势能为J.2 .如图所示，一条铁链长为2m,质量为10kg,放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的过程中，物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？4.弹簧原长lo=15cm,受拉力作用后弹簧逐渐拉长，当弹簧伸长到li=20cm时，作用在弹簧上的力为400N,问：(1) 弹簧的劲度系数k为多少？(2) 在该过程中弹力做了多少功？(3) 弹簧的

6、弹性势能变化了多少？【答案与解析】一、选择题：1、C解析：跳水运动员从起跳至落到水面的过程中，运动员的质量不变，高度先增大后减小，则其重力势能先增大后减小，故选C。2、D解析：重力做功与路径无关，只与初末位置高度差有关，且有无摩擦力并不会影响重力做功的多少。故选：D3. C解析:P刚开始上移时，弹簧伸长，而物体不动，直到P点上移Mg/k后，弹簧不再伸长，物体才离开地面随弹簧一起上移，在上述过程中，物体重心上移的高度h=H-地，所以重力势能增加了k2Mgh=MgH_(g),故选项C正确.【点评】要求物体重力势能的增加量，应首先确定物体重心上移的距离.4. A、C、D解析：发生弹性形变的物体的各部

7、分之间由于有弹力的相互作用都具有弹性势能，A正确，B错误；弹性势能跟重力势能一样，可以与其他形式的能相互转化，C正确；所有能的单位跟功的单位相同，在国际单位制中的单位是焦耳，D正确.5、C解析：醇的重心在其中心处，即d处，第一块砖重心不变，第二块砖重心升高d,第三块砖重心升高2d,2依次类推，其余n-1块砖重心依次比前一块砖重心升高d即可；即第二块砖重力势能增加mgd,第三块砖重力势能增加2mgd,第n块砖，重力势能增加(n-1)mgd,人对醇做的功就是科的重力势能的变化量，1故总功做功：W=(123Hln-1)mgd=-n(n-1)mgd2故选：C.6. A、B、D解析：人在下落过程中，重力

8、做正功，人的重力势能减小，最低点时人的重力势能转化为橡皮绳的弹性势能，橡皮绳对人做负功.7. B解析：小球最终静止时处于平衡状态，不管过程怎样，最终状态是一样的，所以弹簧在A点的压缩量与h无关.8. A二、解答题：1.25047504700-2501212解析：1s内钢球下洛的距离为h=gt2=Ml0M/m=5m,22减少的重力势能zEP=mgh=5m10m5J=250J.1s末钢球离地面的高度为几=(100-5)m=95m.1s末钢球的重力势能为Ef>=mgh=5父10父951=4750J.1s末钢球离地面上1m处的平面的高度为h2=(951)m=94m.此时钢球的重力势能为Ep2=m

9、gh2=5父10父94J=4700J.1s末钢球离出发点的竖直距离为5m.此时的重力势能为EP3=510(-5)J=-250J.2.物体克服重力所做的功为98J,铁链的重力势能增加了98J.解析：铁链从初状态到末状态，它的重心位置提高了h=,，因而物体克服重力所做的功为21 一W=mgl/2=一父10父9.受2J9涮链的重力势能增加了98J.2c2-13.W息二一-mgsa解析：物块原来位置的重心局度h1=,翻滚过程中重心到2A正上方时的高度J2a'高度的变化2-1h=h2-h1=a,每翻一次重力势能的增加量EP=mg4h=2,2-12mga,人做功,2-12ss2_12_1向刖移动距离s,翻动的次数n=,这样人所做总功Wtt=nW=父mga=mgs.a心a22【点评】物体的重心相对于物体本身的位置可能不变，但在物体移动时，物体整体的重心位置可能发生变化，假设物体的重心高度变化h,则总质量为m的物体重力(或克服重力)做功为mgh.4.(1)k=8000N/m.(2) W=-10J.(3) b=-W=10J,即弹性势能增大10J.解析:(1)k=-=400N/m=8000N/m.x0.2-0.15(2) 由于F=kx,作出F-x图像如图所示，求出图中阴影面积，即为弹力做功的绝对值，由于在伸长过程中弹力F方向与位移x方向相反，故弹力F在此过程中做