《勢(shì)能的改變》同步練習(xí)2

1、勢(shì)能的改變1自由下落的物體在下落過(guò)程中，其重力做功和重力勢(shì)能變化的情況為()A重力做正功，重力勢(shì)能減小B重力做正功，重力勢(shì)能增加C重力做負(fù)功，重力勢(shì)能減小D重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加【解析】物體下落時(shí)，重心下降，即重力做正功重力勢(shì)能減小【答案】A2如圖 2 28所示的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體彈性勢(shì)能增加的是()圖228A圖甲，跳高運(yùn)動(dòng)員從壓桿到桿伸直的過(guò)程中，桿的彈性勢(shì)能B圖乙，人拉長(zhǎng)彈簧過(guò)程中彈簧的彈性勢(shì)能C圖丙，模型飛機(jī)用橡皮筋發(fā)射出去的過(guò)程中，橡皮筋的彈性勢(shì)能D圖丁，放在彈簧上的小球被彈簧向上彈起的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能【解析】甲中桿的彈性勢(shì)能先增大后減小，乙中彈簧的彈性勢(shì)能增加， 丙中橡皮筋

2、的彈性勢(shì)能減小，丁中彈簧向上彈起的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能減小，故 B正確， A、C、D錯(cuò)誤【答案】 B3一根粗細(xì)均勻的長(zhǎng)直鐵棒重600 N，平放在水平地面上 現(xiàn)將其一端從地面抬高 0.50 m ，而另一端仍在地面上，則()A鐵棒的重力勢(shì)能增加了300 JB鐵棒的重力勢(shì)能增加了150 JC鐵棒的重力勢(shì)能增加量為0D鐵棒重力勢(shì)能增加多少與參考平面選取有關(guān)，所以無(wú)法確定【解析】鐵棒的重心升高的高度 h 0.25 m ，鐵棒增加的重力勢(shì)能等于克服重力做的功，與參考平面的選取無(wú)關(guān)，即Epmgh600×0.25 J 150 J ，故 B正確【答案】B4如圖 2 29所示，質(zhì)量為 m的物體靜止在地

3、面上，物體上面連著一個(gè)輕彈簧，用手拉住彈簧上端上移H，將物體緩緩提高 h，拉力 F做功 WF，不計(jì)彈簧的質(zhì)量，則下列說(shuō)法正確的是()圖229A重力做功 mgh，重力勢(shì)能減少 mgh B彈力做功 WF，彈性勢(shì)能增加 WFC重力勢(shì)能增加 mgh，彈性勢(shì)能增加 FHD重力勢(shì)能增加 mgh，彈性勢(shì)能增加 WFmgh【解析】由于物體提高 h，重力做功 mgh，重力勢(shì)能增加 mgh，A錯(cuò)誤由于物體緩緩升高，物體動(dòng)能不變，由動(dòng)能定理得WFmghW彈 0所以 W mghWF， B錯(cuò)誤彈彈性勢(shì)能增加 W WFmgh彈C錯(cuò)誤， D正確【答案】D5一實(shí)心的正方體鐵塊與一實(shí)心的正方體木塊質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地

4、面上，下列結(jié)論正確的是( 水平地面為零勢(shì)能面 )()A鐵塊的重力勢(shì)能大于木塊的重力勢(shì)能B鐵塊的重力勢(shì)能小于木塊的重力勢(shì)能C鐵塊的重力勢(shì)能等于木塊的重力勢(shì)能D上述三種情況都有可能【解析】由于鐵塊的密度大于木塊的密度，質(zhì)量相等時(shí)，鐵塊的體積小于木塊的體積，因此鐵塊的重心低于木塊的重心，可得鐵塊的重力勢(shì)能小于木塊的重力勢(shì)能，故 B正確【答案】B6( 多選)圖2210用拉力 F將一個(gè)重為 5 N的物體勻速升高 3 m，如圖 2210所示，在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A物體的重力做了 15 J 的功B拉力 F對(duì)物體做了 15 J 的功C物體的重力勢(shì)能增加了15 JD合力對(duì)物體做的功是 15 J【解

5、析】物體上升，重力做負(fù)功， WG mgh ×3 J15 J，選項(xiàng)A5錯(cuò)誤；因?yàn)槲矬w勻速上升，所以拉力FG5 N，則拉力做功 WFh ×1F5 3 J5 J ，選項(xiàng) B正確；因物體克服重力做功 15 J ，故物體重力勢(shì)能增加 15 J ，選項(xiàng) C 正確；因?yàn)槲矬w勻速上升，合力為零，則合力不做功，選項(xiàng) D錯(cuò)誤【答案】BC圖22117(2013 ·漳州高一檢測(cè) ) 如圖 2 2 11所示，一質(zhì)量為 m、邊長(zhǎng)為 a的正方體物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.1. 為使它水平移動(dòng)距離 a，可以用將它翻倒或向前緩慢平推兩種方法，則下列說(shuō)法中正確的是()A將它翻倒比平推前進(jìn)做功少B

6、將它翻倒比平推前進(jìn)做功多C兩種情況做功一樣多D兩種情況做功多少無(wú)法比較【解析】 翻倒過(guò)程中， 外力克服重力所做的功等于重力勢(shì)能的增加， 可通過(guò)重心的變化求重力勢(shì)能的變化量， 進(jìn)而求得外力所做的功 使物塊水平移動(dòng)距a2離 a，需將它翻倒一次，需克服重力做功，使其重心位置由離地 h1 2增加到 h2 2a，所以至少需做功1W1 mg( h2 h1) 2mg(21) a；緩慢平推需做功W2mga0.1 mga<W1.【答案】B圖22128. 如圖 2212所示，物體在光滑的水平面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的動(dòng)能為 20 J，然后物體碰到一輕質(zhì)彈簧并擠壓彈簧，當(dāng)彈簧被擠壓到最短時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為 _J在

7、物體擠壓彈簧的過(guò)程中， 物體克服彈力做的功為 _J然后物體又被彈簧彈回，物體離開(kāi)彈簧后所具有的動(dòng)能為 _J在物體被彈回的過(guò)程中彈力對(duì)物體做的功為 _J.【解析】物體壓縮彈簧的過(guò)程， 克服彈力做功， 把物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能彈簧被擠壓到最短時(shí)，物體速度為零，動(dòng)能為零，原來(lái)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，所以，彈簧被擠壓到最短時(shí)所具有的彈性勢(shì)能為20 J 物體克服彈力做的功為 20 J ，物體被彈回的過(guò)程， 彈力對(duì)物體做功， 把彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，物體離開(kāi)彈簧時(shí)彈簧恢復(fù)原狀，彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，所以，物體離開(kāi)彈簧后所具有的動(dòng)能為20 J 在物體被彈回的過(guò)程中， 彈力對(duì)物體做的功為 20

8、 J.【答案】202020209質(zhì)量為 3 kg 的物體放在高 4 m的平臺(tái)上， g取 10 m/s 2，求： (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？【解析】 (1) 以平臺(tái)為參考平面，物體的重力勢(shì)能為 0.(2) 以地面為參考平面，物體的重力勢(shì)能Epmgh3×10×4 J 120 J.(3) 以地面為參考平面，物體落到地面，重力勢(shì)能變化了Ep 0120 J 120J，即重力做功 120 J.【答案】 (1)0(2)120 J(3) 減少了 120 J120 J

9、10質(zhì)量為 5 kg的鋼球，從離地面 100 m的高處自由下落 1 s ，1 s 內(nèi)鋼球重力勢(shì)能減少了 _J，1 s 末鋼球的重力勢(shì)能為_(kāi)J(選取地面為參考平面 ) ；如果選取地面上 1 m處的水平面為參考平面，1 s 末它的重力勢(shì)能為 _J；如果選取自由下落的出發(fā)點(diǎn)所在水平面為參考平面，1 s 末它的重力勢(shì)能為g2_J.( 10 m/s )1212GhgtmghW【解析】 1 s 內(nèi)鋼球下落 2 2×10×1 m5 m，則 5×10×5 J 250 J ，重力勢(shì)能減少了 250 J ，此時(shí)鋼球離地高度 h h0h(100 5)1×m95 m取

10、地面為參考平面，1 s 末鋼球的重力勢(shì)能為Ep1 mgh ×5 10 95J2 4 750 J ；若選離地 1 m高處為參考平面，則 Ep2mgh5×10×(95 1) J 43×700 J ；若選自由下落的出發(fā)點(diǎn)所在水平面為參考平面，則Ep3mgh ×510 (5) J 250 J.【答案】 250 4 7504 700 250g11起重機(jī)以 4的加速度，將質(zhì)量為 m的物體勻減速地沿豎直方向提升h高度，則起重機(jī)鋼索的拉力對(duì)物體做的功為多少？物體克服重力做功為多少？物體的重力勢(shì)能變化了多少？ ( 空氣阻力不計(jì) )【解析】 由物體運(yùn)動(dòng)的加速度，

11、據(jù)牛頓第二定律可確定物體所受的合力及鋼索對(duì)物體的拉力再由功的定義式及重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系求解g由題意可知， 起重機(jī)的加速度 a 4，物體上升高度 h，根據(jù)牛頓第二定律得：mgFmag3Fmg mamg m44mg，方向豎直向上3所以拉力做功 WFFhcos 0 ° 4mgh重力做功 W mgh° mgh，即物體克服重力做功為mgh又因?yàn)?WGcos 180.G Ep1Ep2 mgh WG<0 Ep1<Ep2即物體的重力勢(shì)能增加了 mgh.【答案】34mgh mgh增加了 mgh112(2013 ·濟(jì)南二中檢測(cè) ) 在豎直平面內(nèi)有一個(gè)半徑為R的4圓弧形軌道，一個(gè)質(zhì)量為 m的小物塊從軌道最高點(diǎn) A由靜止滑下，到達(dá)最低點(diǎn) B時(shí)恰好又靜止，如圖 2 2 13所示圖2213(1) 物體在下滑過(guò)程中受到哪些力的作用？(2) 對(duì)物塊做功的力各是什么力？其中重力做功為多少？(3) 物體由 A到B，其重力勢(shì)能變化了多少？如何變化？【解析】 (1) 物塊在下滑過(guò)程中受重力 mg，軌道對(duì)物體的支持力 N及滑動(dòng)摩擦力 f 的作用，其中重力 mg始終豎直向下，為恒力，而支持力 N和滑動(dòng)摩擦力 f 為變力(2) 物體高度降低， 重力做正功， 支持力