高中物理魯科版第二章能的轉(zhuǎn)化與守恒 精品獲獎

(本欄目內(nèi)容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)1．關于重力做功和物體重力勢能的變化，下列說法正確的是()A．當重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少B．當物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加C．重力做功的多少與參考平面的選取無關D．重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功解析：重力做正功，物體下降，重力勢能減少；重力做負功，物體升高，重力勢能增加；重力做功的多少與物體受到的重力及初末位置的高度差有關，與參考平面的選取無關．答案：ABC2．質(zhì)量為m的跳高運動員，先后用背越式和跨越式兩種跳高方式跳過某一高度，如圖所示．設橫桿的高度比他起跳時的重心高出h，則他在起跳過程中做的功()A．都必須大于mghB．都不一定大于mghC．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必須大于mghD．用背越式必須大于mgh，用跨越式不一定大于mgh解析：日常經(jīng)驗或觀察發(fā)現(xiàn)跳高運動員是對自身做功，把體內(nèi)的化學能轉(zhuǎn)化為自己的動能，上升過程中克服自身重力做功，將動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，從而使運動員自身重心升高．題圖表明跨越式跳高時比背越式跳高時人的重心升得更高，如果運動員的技術比較高超，背越式跳高重心升高的高度可以略低于桿的高度，故C項正確．答案：C3．在高處的某一點將兩個重力相同的小球以相同速率v0分別豎直上拋和豎直下拋，下列結論正確的是(不計空氣阻力)()A．從拋出到剛著地，重力對兩球所做的功相等B．從拋出到剛著地，重力分別對兩球做的功都是正功C．從拋出到剛著地，重力對兩球的平均功率相等D．兩球剛著地時，重力的瞬時功率相等解析：重力做功只取決于初、末位置的高度差，與路徑和運動狀態(tài)無關．由W＝mgh得出大小只由重力和高度的變化決定，故A、B項正確．由于豎直上拋比豎直下拋的運動時間長，由P＝eq\f(W,t)，知P上<P下，故C項錯誤．由運動學公式得出落地時速度相同，其瞬時功率P＝mgv，則相同，故D項正確．答案：ABD4．有關重力勢能的變化，下列說法中正確的是()A．物體受拉力和重力作用向上運動，拉力做功是1J，但物體重力勢能的增加量有可能不是1JB．從同一高度將某一物體以相同的速率平拋或斜拋，落到地面上時，物體重力勢能的變化是相同的C．從同一高度落下的物體到達地面，考慮空氣阻力和不考慮空氣阻力的情況下重力勢能的減少量是相同的D．物體運動中重力做功是－1J，但物體重力勢能的變化量不是1J解析：據(jù)重力做功特點與經(jīng)過路徑無關，與是否受其他力無關，只取決于始末位置的高度差，再根據(jù)重力做功等于重力勢能的減少量可知B、C對，D錯．對于A選項，當物體加速運動時克服重力做功少于1J．重力勢能增加少于1J，物體減速運動時克服重力做功即重力勢能增加量大于1J，只有物體勻速向上運動時，克服重力做功重力勢能增加量才是1J，A對．答案：ABC5．關于重力勢能，下列說法中正確的是()A．重力勢能的大小只由重物本身決定B．重力勢能恒大于零C．在地面上的物體，它具有的重力勢能一定等于零D．重力勢能實際是物體和地球所共有的解析：重力勢能Ep＝mgh，h取決于零勢能面的選取，勢能具有系統(tǒng)性，故只有選項D正確．答案：D6．拱橋的高度為h，弧長為L，如圖所示．質(zhì)量為M的汽車在以不變的速度v由A點運動到B的過程中()A．汽車的重力勢能不變，重力不做功B．汽車的重力勢能的總變化量不為零，重力的總功為零C．汽車的重力勢能先增大后減小，總的變化量為零，重力先做正功，后做負功D．汽車的重力勢能先增大后減小，總的變化量為零，重力先做負功，后做正功，總功為零解析：汽車在上升的過程中，其高度先升高，后降低，最后到達同一高度，故汽車的重力勢能先增大后減少，總的變化量為零，重力先做負功，后做正功，總功為零．所以只有選項D正確．答案：D7．下列關于重力做功及重力勢能的說法中，正確的是()A．兩物體A、B，A的高度是B的2倍，那么A的重力勢能也是B的2倍B．如果考慮空氣阻力，從某一高度下落一物體到達地面，物體重力勢能的減少要比無阻力自由下落時重力勢能減少得少C．重力做功的多少，與參考平面的選取無關D．相對不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢能，但這并不影響研究有關重力勢能的問題解析：由重力勢能計算公式Ep＝mgt可知，重力勢能由mg和h共同決定，故A選項錯誤；由ΔEp＝－mgh可知，重力勢能的變化只與mgh有關，而與阻力無關，故B錯誤，C正確；雖然重力勢能具有相對性，選擇不同的參考平面，物體具有不同重力勢能的數(shù)值，但這并不影響對重力勢能的研究，故D正確．答案：CD8．一條長為l、質(zhì)量為m的勻質(zhì)輕繩平放在水平地面上，在緩慢提起全繩的過程中，設提起前半段繩人做的功為W1，提起后半段繩人做的功為W2，則W1∶W2等于()A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．1∶4解析：由于重力做功與物體的運動路徑無關，只與初、末位置的高度差有關，所以提起前半段繩子克服重力做功W1＝eq\f(mg,2)·eq\f(l,4)＝eq\f(1,8)mgl提起整條繩子克服重力做功W0＝mgeq\f(t,2)所以提起后半段繩子克服重力做功W2＝W0－W1＝eq\f(3,8)mgl則W1∶W2＝1∶3，故選項C正確．答案：C9．運動員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個過程，將人和傘看成一個系統(tǒng)，在這兩個過程中，下列說法正確的是()A．阻力對系統(tǒng)始終做負功B．系統(tǒng)受到的合外力始終向下C．加速下降時，重力做功大于系統(tǒng)重力勢能的減小量D．任意相等的時間內(nèi)重力做的功相等解析：下降過程中，阻力始終與運動方向相反，做負功，A對；加速下降時合力向下，減速下降時合力向上，B錯；下降時重力做功等于重力勢能減少，C錯；由于任意相等的時間內(nèi)下落的位移不等，所以，任意相等時間內(nèi)重力做的功不等，D錯．故選A.答案：A二、非選擇題10．在2023年北京奧運會上，我國運動員曹磊以抓舉128公斤、挺舉154公斤、總成績282公斤奪得75公斤級舉重冠軍．若曹磊在備戰(zhàn)奧運會的一次訓練中先后以抓舉、挺舉兩種方式成功將150kg的杠鈴舉高160cm，試探究克服重力做功及重力勢能變化有何關系(g取10m/s2)．解析：抓舉比賽中，要求選手伸直雙臂，用一次連續(xù)動作將杠鈴舉過頭頂，而在挺舉比賽里，選手先將杠鈴置于雙肩之上，身體直立，然后再將杠鈴舉過頭頂．若抓舉、挺舉將同一物體舉高相同的高度，由重力做功特點可知克服重力做功數(shù)值相同，W＝mgh＝2400J，重力勢能增加相同，即增加2400J.答案：2400J增加2400J11．如圖所示，地面上豎直放置一根勁度系數(shù)為k、原長為L0的輕質(zhì)彈簧，在其正上方有一質(zhì)量為m的小物塊，從離地面h高處自由落到下端固定于地面的輕彈簧上，彈簧被壓縮，以地面為參考平面，求小物塊速度最大時重力勢能是多少？解析：小物塊速度最大時受力平衡：kx＝mg，x＝eq\f(mg,k)，小物塊離地面的高度為L0－x＝L0－eq\f(mg,k)，以地面為參考平面，可求小物塊速度最大時重力勢能為：Ep＝mg(L0－x)＝mgL0－eq\f(m2g2,k).答案：mgL0－eq\f(m2g2,k)12．起重機以eq\f(g,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高度h，則起重機鋼索的拉力對物體做的功為多少？物體克服重力做的功為多少？物體的重力勢能變化了多少？(空氣阻力不計)解析：由物體運動的加速度，據(jù)牛頓第二定律可確定物體所受的合力及鋼索對物體的拉力，再由功的定義式及重力做功與重力勢能的變化關系求解．由題意可知起重機的加速度a＝eq\f(g,4)，物體上升高度h.據(jù)牛頓第二定律得mg－F＝maF＝mg－ma＝mg－m×eq