高中物理粵教版第四章機(jī)械能和能源 第四章第二節(jié)動(dòng)能勢(shì)能

第四章機(jī)械能和能源第二節(jié)動(dòng)能勢(shì)能A級(jí)抓基礎(chǔ)1．(多選)關(guān)于動(dòng)能的下列說法，正確的是()A．質(zhì)量一定的物體，速度發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)能一定變化B．質(zhì)量一定的物體，動(dòng)能發(fā)生變化時(shí)，速度一定變化C．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其速度改變而動(dòng)能不變D．物體在外力F作用下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)力F逐漸減小時(shí)，其動(dòng)能也逐漸減小解析：當(dāng)速度大小不變，方向變化時(shí)，物體的動(dòng)能不變，A錯(cuò)，C對(duì)，質(zhì)量一定的物體動(dòng)能變化時(shí)，一定是速度大小變化，B對(duì)．物體在外力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能變大，D錯(cuò)．答案：BC2．關(guān)于物體的動(dòng)能，下列說法中正確的是()A．一個(gè)物體的動(dòng)能可能小于零B．一個(gè)物體的動(dòng)能與參考系的選取無關(guān)C．動(dòng)能相同的物體的速度一定相同D．兩質(zhì)量相同的物體，動(dòng)能相同，其速度不一定相同解析：由Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，動(dòng)能Ek總為正值，A錯(cuò)；因速度v的大小與參考系的選取有關(guān)，故動(dòng)能Ek的大小也與參考系的選取有關(guān)，B錯(cuò)；由Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，動(dòng)能Ek的大小與物體質(zhì)量m和速度v大小有關(guān)，動(dòng)能相同，速度不一定相同，C錯(cuò)；質(zhì)量m相同的物體，動(dòng)能相同時(shí)，速度大小一定相同，但速度方向不一定相同，D對(duì)．答案：D3．下列關(guān)于重力勢(shì)能的說法中正確的是()A．重力勢(shì)能的大小只由重物本身決定B．重力勢(shì)能恒大于零C．當(dāng)物體放在地面上時(shí)，它具有的重力勢(shì)能一定為零D．重力勢(shì)能不是物體單獨(dú)具有的，而是地球與物體共同具有的解析：重力勢(shì)能的大小由物體的重力大小和所處的高度共同決定，A錯(cuò)誤．重力勢(shì)能的正、負(fù)由所處位置(相對(duì)于參考平面)決定，物體在參考平面之上，重力勢(shì)能為正，反之為負(fù)，B錯(cuò)誤．若所選取的參考平面不是地面，在地面上的物體的重力勢(shì)能不為零，C錯(cuò)誤．根據(jù)重力勢(shì)能的系統(tǒng)性可知重力勢(shì)能是物體與地球共同具有的，故D正確．答案：D4．(多選)(2023·河源高一檢測(cè))如圖所示，一小球貼著光滑曲面自由滑下，依次經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)．以下表述正確的是()A．若以地面為參考平面，小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能比C點(diǎn)大B．若以A點(diǎn)所在的水平面為參考平面，小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能比C點(diǎn)小C．若以B點(diǎn)所在的水平面為參考平面，小球在C點(diǎn)的重力勢(shì)能大于零D．無論以何處水平面為參考平面，小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能均比C點(diǎn)大解析：由于B點(diǎn)比C點(diǎn)位置高，無論選取參考平面為何處，小球在B點(diǎn)的重力勢(shì)能都比C點(diǎn)的大，A、D對(duì)，B錯(cuò)．若選B點(diǎn)所在水平面為參考平面，小球在C點(diǎn)的重力勢(shì)能為負(fù)值，C錯(cuò)．答案：AD5．(2023·陽江高一檢測(cè))關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能，下列說法正確的是()A．當(dāng)彈簧變長時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定增大B．當(dāng)彈簧變短時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定減小C．在拉伸長度相同時(shí)，k越大的彈簧，它的彈性勢(shì)能越大D．彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能解析：若彈簧處于壓縮狀態(tài)，當(dāng)彈簧變長時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能減小，A錯(cuò)誤．當(dāng)處于壓縮狀態(tài)時(shí)，彈簧變短，彈簧的彈性勢(shì)能增大，B錯(cuò)誤．由Ep＝eq\f(1,2)kx2知，在拉伸長度相同時(shí)，k越大的彈簧，它的彈性勢(shì)能越大，C正確．彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的形變量有關(guān)，彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能不一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能，故D錯(cuò)誤．答案：C6.(2023·潮州高一檢測(cè))(多選)如圖所示，虛線是一跳水運(yùn)動(dòng)員在跳水過程中其重心運(yùn)動(dòng)的軌跡，則從起跳至入水的過程中，該運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能和重力勢(shì)能變化情況是()A．動(dòng)能先減小后增大B．動(dòng)能先增大后減小C．重力勢(shì)能先增大后減小D．重力勢(shì)能先減小后增大解析：運(yùn)動(dòng)員的速度先減小后增大，則其動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2先減小后增大，故A對(duì)、B錯(cuò)；運(yùn)動(dòng)員的重心高度先增大后減小，則其重力勢(shì)能Ep＝mgh也先增大后減小，故C對(duì)、D錯(cuò)．答案：ACB級(jí)提能力7．如圖所示，彈簧(不計(jì)質(zhì)量)一端固定在地面上，彈簧豎直放置，將一小球從距彈簧自由端高度分別為h1、h2的地方先后由靜止釋放，h1>h2，小球觸到彈簧后向下運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，從開始釋放小球到獲得最大速度的過程中，小球重力勢(shì)能的減少量ΔE1、ΔE2的關(guān)系及彈簧彈性勢(shì)能的增加量ΔEp1、ΔEp2的關(guān)系中，正確的一組是()A．ΔE1＝ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2B．ΔE1>ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2C．ΔE1＝ΔE2，ΔEp1>ΔEp2D．ΔE1>ΔE2，ΔEp1>ΔEp2解析：小球速度最大的條件是彈力等于重力，兩種情況下，對(duì)應(yīng)于同一位置，故ΔEp1＝ΔEp2，由于h1>h2，所以ΔE1>ΔE2，B正確．答案：B8．在光滑的水平面上，物體A以較大速度va向前運(yùn)動(dòng)，與以較小速度vb向同一方向運(yùn)動(dòng)的、連有輕質(zhì)彈簧的物體B發(fā)生相互作用，如圖所示．在相互作用的過程中，當(dāng)系統(tǒng)的彈性勢(shì)能最大時(shí)()A．va>vb B．va＝vbC．va<vb D．無法確定解析：只要va>vb，A、B就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，彈簧就會(huì)被壓縮，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加，當(dāng)va＝vb時(shí)，A、B相距最近，彈簧的形變量最大，彈性勢(shì)能最大，故選項(xiàng)B正確．答案：B9．一物體以初速度v豎直向上拋出，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，則物體的重力勢(shì)能—路程圖象應(yīng)是()解析：以拋出點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，則上升階段路程為s時(shí)，克服重力做功mgs，重力勢(shì)能Ep＝mgs，即重力勢(shì)能與路程s成正比；下降階段，物體距拋出點(diǎn)的高度h＝2h0－s，其中h0為上升的最高點(diǎn)，故重力勢(shì)能Ep＝mgh＝2mgh0－mgs，故下降階段，隨著路程s的增大，重力勢(shì)能線性減小，選項(xiàng)A正確．答案：A10．在水平地面上放一個(gè)豎直輕彈簧，彈簧上端與一個(gè)質(zhì)量為m的木塊相連，若在木塊上再作用一個(gè)豎直向下的力F，使木塊緩慢向下移動(dòng)h，力F做功W1，此時(shí)木塊再次處于平衡狀態(tài)，如圖所示．求：(1)在木塊下移h的過程中重力勢(shì)能的減少量；(2)在木塊下移h的過程中彈性勢(shì)能的增加量．解析：(1)據(jù)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系有ΔEp減＝WG＝mgh.(2)據(jù)彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系有ΔEp增′＝－W彈．又因木塊緩慢下移，力F與重力mg的合力與彈力等大、反向，所以W彈＝－W1－WG＝－W1－mgh，所以彈性勢(shì)能增量ΔEp增′＝W1＋mgh.答案：(1)mgh(2)W1＋mgh11.如圖所示，有一條長為L、質(zhì)量為m的均勻金屬鏈條，一半長度在光滑斜面上，斜面傾角為θ，另一半長度沿豎直方向下垂在空中，當(dāng)鏈條從靜止開始釋放后鏈條滑動(dòng)，以斜面最高點(diǎn)為重力勢(shì)能的零點(diǎn)．(1)開始時(shí)和鏈條剛好從右側(cè)全部滑出斜面時(shí)重力勢(shì)能各是多大？(2)此過程中重力勢(shì)能減少了多少？解析：(1)開始時(shí)，左邊一半鏈條重力勢(shì)能為Ep1＝－eq\f(m,2)g·eq\f(L,4)sinθ，右邊一半的重力勢(shì)能為Ep2＝－eq\f(m,2)g·eq\f(L,4)，左右兩部分總的重力勢(shì)能為Ep＝Ep1＋Ep2＝－eq\f(1,8)mgL(1＋sinθ)．最后鏈條