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8.2重力势能一:知识精讲归纳考点一、重力做的功1.重力所做的功WG=mgΔh,Δh指初位置与末位置的高度差.2.重力做功的特点:物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关.技巧归纳一、重力做的功推导如图所示,一个质量为m的物体,从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B,在这个过程中,思考并讨论以下问题:(1)求出图甲情形中重力做的功;(2)求出图乙情形中重力做的功;(3)求出图丙情形中重力做的功;解答:(1)甲中WG=mgΔh=mgh1-mgh2(2)乙中WAB′=mglcosθ=mgΔh=mgh1-mgh2,WB′B=0,故WAB=mgΔh=mgh1-mgh2(3)丙中把整个路径AB″分成许多很短的间隔AA1、A1A2…,由于每一段都很小,每一小段都可以近似地看成一段倾斜的直线,设每段小斜线的高度差分别为Δh1、Δh2…,则物体通过每段小斜线时重力做的功分别为mgΔh1、mgΔh2….WAB″=mgΔh1+mgΔh2+…=mg(Δh1+Δh2+…)=mgΔh,WB″B=0,故WAB=mgΔh=mgh1-mgh2.考点二、重力势能1.重力势能.(1)表达式:Ep=mgh.(2)单位:焦耳;符号:J.2.重力做功与重力势能之间的关系:WG=Ep1-Ep2.(1)当物体由高处运动到低处时,重力做正功,重力势能减小;即WG>0,Ep1>Ep2.(2)当物体由低处运动到高处时,重力做负功,重力势能增加;即WG<0,Ep1<Ep2.3.重力势能的系统性重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的,而不是地球上的物体单独具有的.三、重力势能的相对性1.参考平面:物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的,这个水平面叫作参考平面,在参考平面上物体的重力势能取为0.2.重力势能的相对性:Ep=mgh中的h是物体重心相对参考平面的高度.选择不同的参考平面,物体重力势能的数值是不同的,但重力势能的差值相同.(后两空选填“相同”或“不同”)3.物体在参考平面上方,重力势能为正值;物体在参考平面下方,重力势能为负值.考点三、弹性势能1.对弹性势能的理解(1)弹性势能的产生原因eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①物体发生了弹性形变,②各部分间的弹力作用))(2)(弹簧)弹性势能的影响因素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①弹簧的形变量x,②弹簧的劲度系数k))2.弹力做功与弹性势能变化的关系(1)关系:弹力做正功时,弹性势能减少,弹力做负功时,弹性势能增加,并且弹力做多少功,弹性势能就减少多少.(2)表达式:W弹=-ΔEp=Ep1-Ep2.3.注意:(1)弹力做功和重力做功一样,也和路径无关,弹性势能的变化只与弹力做功有关.(2)一般地来说,弹簧为原长时弹性势能为零,所以弹簧伸长时和弹簧压缩时弹性势能都增加,且伸长量和压缩量相同时,弹性势能相同.二:考点题型归纳题型一:重力势能概念和计算1.(2022春·高一)关于重力势能,下述说法中正确的是()A.物体具有的跟它的形变有关的能量叫重力势能B.重力对物体做正功,物体的重力势能不一定减小C.根据重力对物体所做的功,可以知道该重力势能的变化D.重力不做功,其他力做功,物体的重力势能也可能变化2.(2023·高一)广西壮族“三月三”是壮族人民的传统节日,该节日民族活动很丰富,其中抛绣球是男女青年最喜欢的项目。假设某一青年女子在楼上将绣球水平抛出,抛出点离地4.5m,绣球质量0.6kg,在离地2.0m处被一男青年抢到。重力加速度取10m/s2,在绣球被抛出至被抢到的过程中,下列说法正确的是()A.重力做功15JB.重力势能增加了15JC.若以抛出点为参考平面,绣球被抢到时的重力势能为-27JD.若以地面为参考平面时,上述过程中绣球重力势能的变化量最大3.(2022春·浙江温州·高一校联考期中)下列说法正确的是()A.对于同一个参考平面,若A物体重力势能为,B物体重力势能为,则B.重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的C.重力做功的大小与零势能面的选取有关D.克服重力做功,物体的重力势能减小题型二:零势能面对重力势能的影响4.(2022春·福建福州·高一校联考期末)如图所示,质量为m的苹果从距地面高度为H的树上的A点由静止开始下落,树下有一深度为h的坑,重力加速度为g,则下列说法中正确的是()A.苹果从A点落到坑底,重力势能减少了mgHB.若以坑底所在的平面为零势能参考平面,苹果在A点的重力势能为mgHC.若以地面为零势能参考平面,苹果在A点的重力势能为mgHD.若以A点所在的平面为零势能参考平面,苹果在A点的重力势能为mgH5.(2022春·山东淄博·高一统考期末)质量为的小球,从离桌面高的A处由静止下落,桌面离地面B处高度为,如图所示。若以桌面为参考平面,重力加速度,下列说法正确的是()A.小球在A点的重力势能为20JB.小球在B点的重力势能为5JC.由A处下落至B处过程中重力势能减少量为20JD.若以地面为参考平面,由A处下落至B处过程中重力势能减少量为15J6.(2022春·上海·高一期末)质量为的小球,从离桌面高处由静止下落,桌面离地面高度为,如图所示,若以桌面为参考平面,重力加速度,下列说法正确的是()A.小球在A点的重力势能为20JB.小球在B点的重力势能为5JC.整个下落过程中重力势能的减少15JD.若改变所选择的参考平面,则小球在A、B点的重力势能改变题型三:重力做功与重力势能变化的关系7.(2022春·陕西西安·高一统考期末)一个质量为100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度。取g=10m/s2,则整个过程中()A.重力做功为1.8J B.重力做功为-0.55JC.物体的重力势能一定减少了0.55J D.物体的重力势能一定增加了1.25J8.(2022春·陕西渭南·高一统考期末)如图所示,同一质量为的物块分别沿三条不同的轨道由A点滑到同一水平面上,其中轨道1是粗糙的,轨道2、3是光滑的,A离地面的竖直高度为。下列说法正确的是()A.沿轨道1下滑重力做功最多B.沿轨道2下滑重力做功等于C.沿轨道3下滑重力势能改变量为mgHD.沿三条轨道下滑重力势能改变量都为9.(2022春·云南昭通·高一期末)关于重力做功和重力势能的变化,下列叙述正确的是()A.只要物体高度降低了,重力势能一定减少B.做竖直下抛运动的物体,重力做负功,重力势能增加C.做平抛运动的物体,重力势能在不断减少,但始终大于零D.做竖直上抛运动的物体,在上升阶段,重力做负功,重力势能减少题型四:弹性势能的表达式和影响因素10.(2021春·广西贺州·高一期末)关于弹性势能,下列说法中正确的是()A.物体只要发生弹性形变就具有弹性势能B.被拉长的弹簧具有弹性势能,压缩时没有弹性势能C.弹簧不发生形变也具有弹性势能D.长度长的弹簧比短的弹簧弹性势能大11.(2021春·广西南宁·高一期末)关于弹性势能,下列说法中错误的是()A.任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能B.物体只要发生形变,就一定具有弹性势能C.弹簧的长度改变,弹簧的弹性势能可能不变D.发生弹性形变的物体,在它们恢复原状时都能对外界做功12.(2022·高一单元测试)一轻质弹簧的弹力与弹簧形变量之间的关系如图甲所示。将该弹簧下端固定在水平地面上,一质量为1.8kg的物体在外力作用下缓慢放在弹簧的上端,待物体稳定后撤去外力物体静止在弹簧上端,弹簧处在弹性限度内,如图乙所示取重力加速度大小g=10m/s2,则下列说法正确的是()A.弹簧的压缩量为30cmB.弹簧的长度越长,弹簧的弹性势能越大C.此过程中弹簧弹力对物体做的功为0.54JD.物体静止时,弹簧的弹性势能为0.27J题型五:弹性势能和弹力做功的关系13.(2023春·福建龙岩·高一福建省龙岩第一中学校考阶段练习)如图所示,一轻质弹簧竖立于地面上,质量为m的小球自弹簧正上方h高处由静止释放,则从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短弹簧的形变始终在弹性限度内的过程中,下列说法正确的是()A.小球的机械能守恒B.重力对小球做正功,小球的重力势能减小C.由于弹簧的弹力对小球做负功,所以弹簧的弹性势能一直减小D.小球的加速度一直减小14.(2022春·浙江杭州·高一杭师大附中期中)图甲是玩蹦极游戏的示意图,将弹性绳子的一端系在人身上,另一端固定在高处,然后人从高处跳下。图乙是人到达最低点时的情况,其中为弹性绳子的原长,C点是弹力等于重力的位置,D点是弹性绳到达的最低点,对于人离开跳台至最低点的过程中,下列说法错误的是()A.重力对人一直做正功B.人的重力势能一直减小C.人通过B点之后,弹性绳子具有弹性势能D.从A点到D点,弹性绳子的弹性势能一直增加15.(2022·高一)如图所示,一轻弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由A点摆向最低点B的过程中()A.重力做正功,弹簧弹力不做功B.重力做正功,弹簧弹力做正功C.重力不做功,弹簧弹力不做功,弹性势能不变D.重力做正功,弹簧弹力做负功,弹性势能增加题型六:重力势能和弹性势能的综合16.(2022·高一)在地面上放一张桌子,桌面距地面高度为0.8m,一物体质量为20kg,放在高出桌面0.4m的支架上,重力加速度g取10m/s2。(1)以地面为参考平面,求物体具有的重力势能以及物体由支架下落到桌面的过程中重力势能的减少量;(2)以桌面为参考平面,求物体具有的重力势能以及物体由支架下落到桌面的过程中重力势能的减少量。17.(2020·高一统考课时练习)如图所示,一劲度系数k=800N/m的轻质弹簧两端分别焊接着A、B两物体,mA=16kg,mB=8kg,直立于水平地面而静止,现给物体A加一个竖直向上的力F,使A由静止开始向上做匀加速运动,经0.2s,B刚要离开地面,设整个过程弹簧都处于弹性限度内(g取10m/s2)。(1)求B刚要离开地面时,A物体上升的高度;(2)求在此过程中所加外力F的最大值和最小值;(3)求在此过程中弹性势能的变化量;(4)在此过程中弹簧对A做了正功还是负功,做了多少功?18.(2022·高一课时练习)如图所示,树上与A等高的P处有一个质量的苹果下落。苹果有可能被人用篮子在与B等高处接住,也可能落到地面C,还可能落到地面后滚入坑底D处。(g取)(1)分别以A、C、E所在水平面为零势能面,求P处苹果的重力势能。(2)苹果由P分别落至C或落至D的过程中,求重力所做的功以及重力势能的变化量。19.(2022·高一课时练习)关于重力势能,下列说法中错误的是()A.地球上的物体具有的跟其高度相关的能叫重力势能B.重力对物体做正功,物体的重力势能就一定减小C.因为重力的方向是向下的,所以重力势能的方向也是向下的D.重力不做功,则物体的重力势能就一定不变三:课堂过关精练一、单选题20.(2023春·湖北武汉·高一武钢三中校考阶段练习)这是阳光开朗大男孩撑杆跳运动,用于撑起的杆要求具有很好的弹性.其助跑时杆未发生形变,撑杆起跳后杆弯曲程度逐渐变大,到运动员水平越过横杆时,杆竖直且恢复原状.关于撑杆起跳到运动员越过横杆过程,下列说法正确的是()A.杆对人的弹力始终竖直向上B.杆一直对运动员做负功C.运动员越过横杆正上方时速度为零D.杆的弹性势能先增大后减小21.(2023春·浙江宁波·高一余姚中学校考阶段练习)如图所示,质量均为m的三个小球分别从高度都为h的光滑固定斜面顶端由静止滑到底端,三个斜面倾角不同,则()A.重力对小球做功均为mgh B.弹力对小球做功均为mghC.重力的平均功率均相等 D.到斜面底端时重力的瞬时功率均相等22.(2023·高一课时练习)一轻质弹簧上端固定,下端连接一小球处于静止状态。现将小球竖直向下拉动到某一位置,弹簧弹力未超过弹性限度。在此过程中()A.弹簧的弹性势能增加 B.弹簧的弹性势能减少C.小球的重力势能不变 D.小球的重力势能增加23.(2023·高一)如图所示,一质量为、静止于地面1位置的足球被球员踢出后落到地面3的位置,在空中达到的最高点2的高度为。以地面为参考平面,则足球在最高点2时的重力势能为()()A.15J B.20JC.500J D.1500J24.(2023·全国·高一假期作业)无人机从地面起飞竖直向上运动,螺旋桨产生的升力F随时间变化的规律如图甲所示,重力的功率大小随时间变化的规律如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度取。下列判断正确的是()A.无人机的质量为1kg B.0~2s内升力的大小为22NC.0~2s内升力做的功为40J D.0~10s内无人机的重力势能增加了240J25.(2023春·江苏宿迁·高一泗阳县实验高级中学校考阶段练习)如图所示,把两个相同的小球从离地面相同高度处,以相同大小的初速度v分别沿竖直向上和竖直向下方向抛出,不计空气阻力。则下列说法正确的是()A.两小球落地时速度不相同B.两小球落地时,重力的瞬时功率相同C.从小球抛出到落地,重力对两小球做的功不相等D.从小球抛出到落地,重力对两小球做功的平均功率相等26.(2023·高一)跳台滑雪是一种勇敢者的运动,运动员穿专用滑雪板从跳台飞出,在空中飞行一段距离后着陆。某运动员从跳台A处沿水平方向飞出在斜坡B处着陆,如图所示。不计空气阻力。运动员从A至B的过程中()A.重力做正功 B.重力做负功C.重力不做功 D.重力先做正功后做负功27.(2021春·北京东城·高一景山学校校考期中)一个人将质量为2kg的物体由地面提高1m,关于物体运动过程中重力对物体所做的功,有以下几种说法,其中正确的是()A.重力对物体做功-20J B.重力对物体做功20JC.重力对物体做功2J D.重力对物体做功-2J28.(2021春·江苏徐州·高一徐州市第三中学校考期中)如图所示,A、B两木块中间连有一轻弹簧,开始时物体A静止在弹簧上面,用力F缓慢向上提直到恰好离开地面,设开始时弹簧的弹性势能为,B刚要离开地面时,弾簧的単性势能为,则关于、大小关系及弹簧势能变化的说法中正确的是()A. B. C. D.29.(2022春·山西晋中·高一阶段练习)在离地面高处无初速度地释放一小球,小球质量为,不计空气阻力,取,取释放点所在水平面为参考平面。求:(1)在第末小球的重力势能。(2)在第内重力的平均功率。30.(2022·全国·高一专题练习)图是一个质量为m的物体被斜抛出去后的运动轨迹。(1)在物体由抛出位置1运动到最高位置2的过程中,重力所做的功是多少?物体克服重力所做的功是多少?物体的重力势能增加了多少?(2)在物体由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3的过程中,重力所做的功是多少?物体的重力势能减少了多少?(3)在物体由位置1运动到位置3的过程中,重力所做的功是多少?物体的重力势能变化了多少?四:高分突破精练一、单选题31.(2022春·浙江杭州·高一杭州市长河高级中学期中)如图所示,运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,在这两个过程中,下列说法正确的是()A.运动员先处于超重状态后处于失重状态B.跳伞的拉力始终对运动员做负功C.加速下降时,重力做的功大于系统重力势能的减小量D.任意相等的时间内系统重力势能的减小量相等32.(2022·高一课时练习)如图所示,质量为m的物块A置于水平地面上,原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧下端与物块A相连接。现将弹簧上端点P缓慢地竖直提起一段高度h,使物块A刚离开地面,以地面为零势能面,重力加速度为g,这时物块A具有的重力势能为()A. B. C.mg(L-h) D.33.(2023·全国·高一假期作业)如图所示,质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的,她在1min内做了50个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为0.3m,则她每次坐起克服重力做的功W和仰卧起坐的功率P约为()A.W=150J,P=125W B.W=150J,P=250WC.W=90J,P=75W D.W=90J,P=150W34.(2023春·江苏淮安·高一校考阶段练习)如图所示,一物体从A点出发,分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出,运动后到达同一水平面上的B、C、D三点。关于重力的做功情况,下列说法正确的是()A.沿AB面滑下时,重力做功最多 B.沿AC面滑下时,重力做功最多C.沿AD抛物线运动时,重力做功最多 D.三种情况下运动时,重力做的功相等35.(2022·高一)如图所示,一轻弹簧左端固定,右端连接一物体,物体放在光滑的水平面上。现对物体施加一作用力F,使物体处于静止状态。然后撤去F,物体将向右运动。则物体从静止开始向右运动一直到速度再次为零的过程中,下列说法正确的是()A.弹簧的弹性势能逐渐减少 B.弹簧的弹性势能逐渐增加C.弹簧的弹性势能先减少后增加 D.弹簧的弹性势能先增加后减少36.(2022春·黑龙江哈尔滨·高一哈尔滨市第十一中学校期中)小球自H高处释放,落地后又弹起的高度为h,已知小球的质量为m,重力加速度为g,运动中所受空气阻力大小f恒定。则:小球自释放到弹起到最高点的全过程中,重力与空气阻力做功分别为(
)A.mg(H+h),-f(H+h) B.mg(H-h),-f(H-h)C.mg(H-h),-f(H+h) D.mg(H+h),-f(H-h)二、多选题37.(2023·高一课时练习)两个质量相同的小铁块A和B,分别从两个高度相同的光滑斜面和圆弧斜坡的顶点滑向底部,如图所示,如果它们的初速度都为零,下列说法正确的是()A.B铁块路程长些,下滑过程中重力所做的功多B.A和B铁块下滑过程中重力所做的功相等C.B铁块路程长些,下滑过程中减少的重力势能多些D.A和B铁块下滑过程中减少的重力势能相等38.(2023·高一课时练习)某人将质量为m的物体由静止开始以加速度a竖直向上匀加速提升,关于此过程下列说法中正确的有( )A.人对物体做的功为 B.物体的动能增加了C.物体的重力势能增加了 D.物体克服重力做的功为39.(2022秋·山东青岛·高一山东省青岛第一中学校考期末)2018年10月份,萧山区某中学举行了校秋季运动会,如图所示是小明同学在参加跳高决赛的现场,他以背越式跳过1.65m的高度拿到了本届校运会的亚军,为班级争了光。若忽略空气阻力,则下列说法错误的是()A.小明脚离地起跳以后在上升过程中处于超重状态,小明下降过程中处于失重状态B.小明在上升过程中要克服重力做功,在起跳完成动作到落地的整个过程中,重力做功为零C.小明起跳时地面对他的支持力等于他的重力D.小明起跳以后处于完全失重状态所以在下降过程中小明所受重力消失了40.(2021春·四川成都·高一石室中学校考阶段练习)某同学以一定的初速度竖直向上抛出质量为的物体,物体上升到最高点后又返回抛出点。若运动中空气阻力的大小恒为,取10m/s2,则()A.全程重力做的功为零B.全程物体克服空气阻力做的功为10JC.上升过程中物体重力势能增加了40JD.上升过程空气阻力的平均功率小于下降过程空气阻力的平均功率41.(2022春·北京海淀·高一北京市十一学校期末)在某星球表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上,把质量为m的小球P(可视为质点)从弹簧原长处由静止释放,小球沿竖直方向向下运动,小球的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图所示,其中和为已知量,(弹簧的弹性势能表达式为,其中k上为弹簧的劲度系数,y为弹簧形变量)。下列说法中正确的是()A.当弹簧压缩量为时,小球P的速度为零B.小球向下运动至速度为零时所受弹簧弹力大小为C.弹簧劲度系数为D.当弹簧压缩量为时,弹簧的弹性势能为42.(2022春·黑龙江哈尔滨·高一哈尔滨市第十一中学校期中)在光滑固定斜面顶端,同时无初速度释放完全相同的两个小球A和B,A沿斜面下滑,B自由下落。在各自到达斜面低端的过程中()A.重力做功相等 B.重力做功的平均功率相等C.合力做功相等 D.重力势能的变化量相等43.(2022春·山东聊城·高一山东聊城一中校考期末)在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为m的木块相连,木块处于静止状态。现给木块一个竖直向下的力F,使木块缓慢向下移动h,力F做功,此后木块静止,如图所示。则()A.在木块下移h的过程中重力势能的减少量mghB.在木块下移h的过程中弹性势能的增加量C.在木块下移h的过程中弹簧弹力做功D.在木块下移h的过程中弹性势能的增加量三、解答题44.(2021春·江西上饶·高一期中)现有一质量为的小球,将其从离地处静止释放。测得小球经3s后落地,每1秒时间内下落的距离分别为、、、取地面为零势能参考平面:。求:(1)第1秒末小球的重力势能;(2)前2秒内小球重力势能的变化量;(3)整个下落过程中小球所受重力做功的平均功率。45.(2022春·广东揭阳·高一普宁市华侨中学期中)如图所示,一架战斗机在距水平地面A点正上方高h=500m处,将质量m=40kg的炮弹以相对地面v=100m/s的水平速度投出,击中目标B。不计空气阻力,g取10m/s2.求炮弹:(1)刚投出时相对地面所具有的重力势能;(2)目标B距离A点的水平距离x;(3)重力做功的平均功率。参考答案:1.C【详解】A.物体具有的跟它的形变有关的能量叫弹性势能,A错误;B.根据可知,重力对物体做正功,物体的重力势能一定减小,B错误;C.根据可知,根据重力对物体所做的功,可以知道该重力势能的变化,C正确;D.根据可知,重力不做功,其他力做功,物体的重力势能不可能变化,D错误。故选C。2.A【详解】A.重力做功为A正确;B.重力做正功,重力势能减小,故重力势能减少了,B错误;C.若以抛出点为参考平面,绣球被抢到时的重力势能为C错误;D.重力势能的变化与重力做功对应,与参考平面的选取无关,D错误。故选A。3.B【详解】A.对于同一个参考平面,若A物体重力势能为,B物体重力势能为,则,故A错误;B.重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的,故B正确;C.重力势能的大小与零势能面的选取有关,重力做功的大小与零势能面的选取无关,故C错误;D.克服重力做功即重力做负功,物体的重力势能增大,故D错误。故选B。4.C【详解】A.从A点到坑底,重力做功为重力做正功,物体的重力势能减小,且故A错误;B.若以坑底为参考平面,苹果在A点的重力势能为故B错误;C.若以地面为参考平面,苹果在A点的重力势能为故C正确;D.若以A点所在平面为参考平面,苹果在A点的重力势能为故D错误。故选C。5.C【详解】A.若以桌面为参考平面,小球在A点的重力势能为故A错误;B.若以桌面为参考平面,小球在B点的重力势能为故B错误;C.由A处下落至B处过程中重力势能减少量故C正确;D.重力势能减少量与下落高度差有关,与参考平面的选取无关,若以地面为参考平面,由A处下落至B处过程中重力势能减少量仍为20J,故D错误。故选C。6.D【详解】A.若以桌面为参考平面,小球在A点的重力势能为A错误;B.若以桌面为参考平面,小球在B点的重力势能为B错误;C.若以桌面为参考平面,整个下落过程中重力势能的减少量为C错误;D.若改变所选择的参考平面,根据,则小球在A、B点的重力势能改变,D正确。故选D。7.C【详解】AB.重力做功为AB错误;CD.整个过程中,重力做正功,物体的重力势能一定减少了0.55J,C正确,D错误。故选C。8.D【详解】AB.物块分别沿三条不同的轨道由A点滑到同一水平面上,三条不同的轨道高度相同,重力做功都是所以物块沿三条不同轨道滑下重力做的功一样多,AB错误;
CD.由重力做正功等于物体重力势能的减少,因此重力势能的改变量为则有沿三条轨道下滑重力势能改变量都为,C错误,D正确。故选D。9.A【详解】A.只要物体的高度降低,重力做正功,其重力势能一定在减少,故A正确;B.做竖直下抛运动的物体,重力做正功,重力势能减少,故B错误;C.做平抛运动的物体,重力做正功,重力势能不断减少,但重力势能的大小取决于零势能面的选择,如果选择抛出点为零势能面,则物体的重力势能始终小于零,故C错误;D.做竖直上抛运动的物体,在上升阶段,重力做负功,重力势能增加,故D错误,故选A。10.A【详解】A.物体只要发生弹性形变就具有弹性势能,故A正确;B.被拉长的弹簧具有弹性势能,被压缩的弹簧也有弹性势能,故B错误;C.弹簧不发生形变没有弹性势能,故C错误;D.弹性势能的大小与弹簧本身的劲度系数和形变量有关。劲度系数越大、形变量越大,弹性势能越大。故D错误。故选A。11.B【详解】A.任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能,故A正确,不符合题意;B.物体只要发生弹性形变,就一定具有弹性势能,发生塑性形变,则不一定具有弹性势能,故B错误,符合题意;C.弹簧的长度改变,弹簧的弹性势能可能不变,故C正确,不符合题意;D.发生弹性形变的物体,在它们恢复原状时都能对外界做功,故D正确,不符合题意。故选B。12.D【详解】A.如图甲,弹簧的劲度系数弹簧的压缩量解得A错误;B.弹簧的形变越大,弹性势能越大,B错误;C.弹簧是个压缩过程,此过程中弹簧弹力对物体做负功,C错误;D.弹簧的弹性势能D正确。故选D。13.B【详解】A.弹簧弹力对小球做负功,小球的机械能不守恒,故A错误;B.从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球一直向下运动,重力一直做正功,重力势能减小,故B正确;C.由于弹簧的弹力对小球做负功,所以弹簧的弹性势能一直增加,故C错误;D.小球下落h高度与弹簧接触后,刚开始重力大于弹力,合力向下,小球加速运动;当重力等于弹力时,加速度为零,速度最大;再向下运动时,弹力大于重力,加速度方向向上,速度减小,加速度增大,到达最低点时速度为零,加速度最大,故D错误。故选B。14.D【详解】AB.人离开跳台至最低点的过程中,人一直向下运动,则重力对人一直做正功,人的重力势能一直减小,AB正确;C.人通过B点之后,弹性绳子开始伸长,弹性绳子具有弹性势能,C正确;D.从A点到B点,弹性绳子处于松弛状态,弹性势能一直为零,保持不变;从B点到D点,弹性绳子的弹性势能逐渐增加,D错误。本题选择错误的,故选D。15.D【详解】在重物由A点摆向最低点B的过程中重物的高度下降,重力对重物做正功,重物的重力势能减小;弹簧伸长,弹簧的弹力对重物做负功,弹性势能增加。故选D。16.(1)240J,80J;(2)80J,80J【详解】(1)以地面为参考平面,物体的高度h1=1.2m物体的重力势能为Ep1=mgh1=240J物体落至桌面时重力势能为Ep2=mgh2=160J物体重力势能的减少量ΔEp=Ep1-Ep2=80J(2)以桌面为参考平面,物体的高度h3=0.4m物体的重力势能为Ep3=mgh3=80J物体重力势能的减少量ΔEp=Ep3-0=80J17.(1)0.3m;(2)480N,240N(3)-12J;(4)正功,12J【详解】(1)A静止时设弹簧压缩了x1,则有:kx1=mAg,所以:x1==0.2m,设B刚要离开地面时弹簧伸长了x2,则kx2=mBg,所以x2==0.1m,所以在此过程中A上升的高度:h=x1+x2=(0.2+0.1)m=0.3m;(2)由位移公式:h=at2,代入数据解得:a=15m/s2,当弹簧处于压缩状态时,A受弹力向上,故有:F+kx-mAg=mAa当压缩量x最大时,F最小,此时:x=x1,所以:Fmin=mAg+mAa-kx1,代入数据解得:Fmin=240N;当弹簧处于伸长状态时,A受弹力向下,故有:F-kx-mAg=mAa当伸长量x最大时,F最大,此时:x=x2,所以:Fmax=mAg+mAa+kx2,代入数据解得:Fmax=480N;(3)弹性势能改变量:ΔEp=Ep2-Ep1==-12J;(4)由ΔEp=-12J知弹性势能减少了12J,则弹簧对A物体做了正功为12J。18.(1);(2),【详解】(1)以A所在水平面为零势能面,P的相对高度则P处苹果的重力势能以C所在水平面为零势能面,P的相对高度则P处苹果的重力势能以E所在水平面为零势能面,P的相对高度则P处苹果的重力势能(2)苹果由P落至C处,高度降低则重力做正功重力势能变化量苹果由P落至D处,高度降低则重力做正功重力势能变化量19.C【详解】A.重力势能是地球上的物体具有的跟其高度相关的能。故A正确。B.重力对物体做正功,物体的高度必定下降,重力势能必定减小。故B正确。C.重力是矢量,而重力势能没有方向,是标量。故C错误。D.重力不做功,物体的高度一定不变,则其重力势能一定不变。故D正确。本题选错误的,故选C。20.D【详解】BD.根据题意撑杆起跳后杆弯曲程度逐渐变大,到运动员水平越过横杆时,杆竖直且恢复原状,说明弹性势能先增大后减小,结合功能关系可知杆产生的弹力先做负功,后做正功,B错误,D正确;C.运动员越过横杆正上方时有水平速度,所以速度不为零,C错误;A.弹力的方向垂直于接触面,指向受力物体,所以杆对人的弹力不是始终竖直向上,A错误。故选D。21.A【详解】A.重力对小球做功为W=mgh因为三种情况高度相同,所以重力对小球做的功相同,故A正确;B.小球在下落过程中,弹力方向与位移方向垂直,所以弹力做功为零,故B错误;C.对小球受力分析,斜面方向只有重力沿斜面的分力,根据牛顿第二定律mgsinθ=ma解得a=gsinθ根据位移-时间公式解得由于角度不同,下落时间不同,所以重力的平均功率不同,故C错误;D.小球滑到斜面底端时的速度为v,由速度-时间公式小球滑到斜面底端时重力的瞬时功率为由于角度不同,小球到斜面底端时重力的瞬时功率不相等,故D错误。故选A。22.A【详解】AB.在此过程中弹簧弹力做负功,弹簧的弹性势能增加,故A正确,B错误;CD.重力做正功,小球的重力势能减小,故CD错误。故选A。23.A【详解】由题意,以地面为零势能参考平面,可得足球在最高点2时的重力势能为故选A。24.B【详解】A.由乙图知,2~10s内重力的功率不变,根据P=mgv则速度不变,做匀速运动,此时升力F=mg=20N无人机质量为2kg,故A错误;B.由乙图知,2s末重力功率为40W,根据P=mgv此时速度为v=2m/s0~2s内加速度为根据F1-mg=ma得0~2s内升力故B正确;C.0~2s内位移升力做的功为故C错误;D.2~10s内位移0~10s内无人机升高的高度h=x+x1=18m重力势能增加故D错误。故选B。25.B【详解】A.由抛体运动规律得,两小球落地时的速度大小相等,方向相同,A错误;B.由于两个小球落地时速度相同,故重力的瞬时功率相同,B正确;C.由重力做功公式得,从小球抛出至落地,重力对两小球做的功相等,C错误;D.从抛出至落地,重力对两小球做的功相等,但是两小球运动的时间不同,故重力对两小球做功的平均功率不相等,D错误。故选B。26.A【详解】运动员从A至B的过程中,高度下降,重力势能减小,重力做正功。故选A。27.A【详解】重力对物体做功为故选A。28.B【详解】据题意,开始时弹力为弹簧的弹性势能为当木块B恰好离开地面时,弹力为此时弹性势能为由于则弹性势能的变化量相同故选B。29.(1);(2)。【详解】(1)小球做自由落体运动,内下落的高度为以释放点所在水平面为参考平面,在第末小球的重力势能为(2)小球在内下落的高度为第内重力做的功为第内重力做功的平均功率为30.(1)-mgh,mgh,mgh;(2)mgh,mgh;(3)0,0。【详解】(1)在物体由抛出位置1运动到最高位置2的过程中,重力所做的功是WG=-mgh克服重力做功W=-WG=mgh重力势能增加△Ep=-WG=mgh(2)在物体由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3的过程中,重力所做的功是W′G=mgh物体的重力势能减少△E′p=-W′G=-mgh(3)在物体由位置1运动到位置3的过程中,重力做功W″G=mg(0-0)=0物体的重力势能变化为0。31.B【详解】A.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,加速度先向下后向上,所以运动员先处于失重状态后处于超重状态,故A错误;B.跳伞的拉力方向始终与运动员速度方向相反,始终做负功,故B正确;C.加速下降时,重力做的功等于系统重力势能的减小量,故C错误;D.运动员不是做匀速直线运动,任意相等的时间内下落距离不同,重力做功不同,系统重力势能的减小量不同,故D错误。故选B。32.A【详解】物块A刚离开地面时,弹簧的弹力大小等于物块A的重力,根据胡克定律得,弹簧伸长的长度为x==弹簧上端P缓慢地竖直向上提起的距离为h,则物块上升的高度为H=h-x以地面为零势能面,这时物块A具有的重力势能为故选A。33.C【详解】每次上半身重心上升的高度均为0.3m,则她每次克服重力做的功每次仰卧起坐的时间为t=1.2s,则相应的平均功率约为故ABD错误;C正确。故选C。34.D【详解】由于重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差有关,故三种情况下运动时,重力做的功相等,均为故选D。35.C【详解】物体从静止开始向右运动一直到速度再次为零
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