高中物理 第七章 机械能守恒定律 第五节 探究弹性势能的表达式练习 新人教版必修2

【成才之路】高中物理第七章机械能守恒定律第五节探究弹性势能的表达式练习新人教版必修2基础夯实1．(江苏盐城中学09～10学年高一下学期期中)关于重力势能的说法，正确的有()A．重力势能只能由重物决定B．重力势能不能为负值C．重力势能是相对的D．重力对物体做正功，物体的重力势能增大答案：C2．甲、乙两个物体的位置如图所示，质量关系m甲<m乙，甲在桌面上，乙在地面上，若取桌面为零势能面，甲、乙的重力势能分别为EP1、EP2，则有()A．EP1>EP2B．EP1<EP2C．EP1＝EP2D．无法判断答案：A解析：取桌面为零势能面，则EP1＝0，物体乙在桌面以下，EP2<0，故EP1>EP2，故A正确．3．(沈阳二中09～10学年高一下学期期中)竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程中，它的速度、重力势能、位移、加速度随时间变化的函数图象(如图所示)中正确的是(不计空气阻力，以竖直向下为正方向，图中曲线为抛物线，抛出点为零势能点)()答案：ABC4．关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是()A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加B．在同一高度，将物体以初速度v0向不同方向抛出，从抛出到落地的过程中，重力所做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力的功与物体重力势能之和答案：AB解析：根据WG＝Ep1－Ep2知，物体克服重力做的功等于重力势能增加，A正确．根据重力做功的特点知，从同一高度抛出物体到落地的过程中，重力做功相等，因而重力势能的减少量也相等，B正确．重力势能的数值依赖于参考面的选取，重力势能为零的物体，完全可以对别的物体做功，C错误．用手托住物体匀速上升时，手的支持力等于物体的重力，手的支持力做的功等于物体克服重力的功，也等于物体重力势能的增加量，D错误．5．如图所示，小球质量为m，大小不计，右边圆轨道半径为R，小球从h＝3R处沿斜面滑下后，又沿圆轨道滑到最高点P处，在这一过程中，重力对小球所做的功为________，小球重力势能减少了________．z答案：mgRmgR6．金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它主体建筑地上88层，地下3层，高420.5m，是目前国内第一、世界第三高楼(如图所示)．距地面341m的第88层为国内迄今最高的观光层，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收在眼底．站在88层上质量为60kg的游客，在下列情况中，他的重力势能各是多少？(g取10m/s2)(1)以地面为零势面；(2)以第88层为零势面；(3)以420.5m的楼顶为零势面，若他乘电梯从地面上升到88层，他克服重力做多少功？答案：(1)2.046×105J(2)0(3)2.046×105J解析：(1)以地面为参考面h＝341m所以EP＝mgh＝60×10×341J＝2.046×105J(2)以88层为零势面h＝0所以EP＝0(3)游客从地面到88层，重力做的功为WG＝－mgΔh＝－60×10×341J＝－2.046×105J所以他克服重力做功2.046×105J.7．有一上端挂在墙上的长画，从画的上端到下端的画轴长1.8m，下端画轴重1N，画重0.8N(画面处处均匀)，现将长画从下向上卷起来，求长画的重力势能增加了多少．答案：2.52J解析：画面的重力势能增加了ΔEp1＝m1geq\f(l,2)＝0.8×eq\f(1.8,2)J＝0.72J，画轴的重力势能增加了ΔEp2＝m2gl＝1×1.8J＝1.8J，所以长画的重力势能增加了ΔEp＝ΔEp1＋ΔEp2＝2.52J.能力提升1．一实心铁球与一实心木球质量相等，将它放在同一水平地面上，下列结论正确的是()A．铁球的重力势能大于木球的重力势能B．铁球的重力势能等于木球的重力势能C．铁球的重力势能小于木球的重力势能D．木球的重力势能不会大于铁球的重力势能答案：C解析：因为铁球和木球的密度不同，所以，质量相等的铁球和木球，木球的体积较大，放在同一水平地面上时，木球的重心高，因此，木球的重力势能大于铁球的重力势能，选项C正确．2．(福州市09～10学年高一下学期联考)如图所示质量为m的物体从桌面边缘竖直向上抛出，桌面比地面高h，物体到达的最高点距桌面高为H，若以桌面为参考面，则物体落地时的重力势能EP和整个过程中重力所做的功WG为()A．0mgHB．－mghmghC．－mghmg(h＋H)D．mgHmg(h＋2H)答案：B解析：取桌面为参考面，物体落地时的重力势能为－mgh，重力做功与路径无关，只与起点和终点的位置有关WG＝mgh，所以B项正确．3．沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是()A．沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多B．沿坡度大，粗糙程度大的斜面运动物体克服重力做功多C．沿坡度小，粗糙程度大的斜面运动物体克服重力做功多D．不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同，物体增加的重力势能也相同答案：D解析：重力做功的特点与物体的运动路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，不论是光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动．物体克服重力做多少功(重力做多少负功)它的重力势能必增加多少．4．如图所示为一个人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运动的轨迹，在卫星由近地点a运动到远地点b的过程中：()A．地球引力对卫星不做功B．卫星运行的速率不变C．卫星的重力势能增加D．卫星的动能增加答案：C解析：卫星与地球间的引力遵守平方反比定律，其作用力方向始终在卫星与地球的连线上．卫星绕地球做椭圆运动的过程中，与地球的距离r不断变化，相当于一个物体距地面的高度在变化，所以地球对卫星的引力将对卫星做功，由于离地面高度的增加，引力做负功，重力势能增大，故答案C正确．5．沙河抽水蓄能电站自年投入运行以来，在缓解用电高峰电力紧张方面，取得了良好的社会效益和经济效益．抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电．如图，蓄水池(上游水库)可视为长方体，有效总库容量(可用于发电)为V，蓄水后水位高出下游水面H，发电过程中上游水库水位最大落差为d.统计资料表明，该电站年抽水用电为2.4×108kw·h，年发电量为1.8×108KW·h.则下列计算结果正确的是(水的密度为ρ，重力加速度为g，涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)()A．能用于发电的水最大重力势能Ep＝ρVgHB．能用于发电的水的最大重力势能Ep＝ρVg(H－eq\f(d,2))C．电站的总效率达75%D．该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率为105KW计)约10h答案：BC解析：因用于发电的上游水库中水的重心距下游水面的高度为H－eq\f(d,2)，所以用于发电的水的最大重力势能Ep＝ρVg(H－eq\f(d,2))．故A错误，B正确．电站的总效率：η＝eq\f(1.8×108kW·h,2.4×108kW·h)×100%＝75%.故C正确．由W＝P·t，则t＝eq\f(1.8×108kW·h,105kW)＝1.8×103h.故D错误．6．黄果树大瀑布(如图所示)自70m高的断崖绝壁凌空飞下直泻犀牛潭，气势排山倒海．该瀑布常年流量约为每秒20m3，试估算每秒钟水的重力势能的变化量(g取10m/s2答案：1.4×107J解析：重力势能的变化量等于重力做功的多少，ΔEp＝W＝mgh＝20×103×70×10J＝1.4×107J.7．一根质量分布不均匀的金属链条重30N、长1m，盘曲在水平地面上．当从链条的A端慢慢提起链条到使它的另一端B恰好离开地面时，重力做功－12J.若改从B端慢慢提起链条使链条A端恰好离开地面，要克服重力做