教科版必修二 势能 课时作业.docx

3.势能基础巩固1某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从a点滚到了山脚下的b点,高度标记如图所示,则下列说法正确的是()a.从a到b的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程中重力做的功b.从a到b过程中阻力大小不知道,无法求出此过程中重力做的功c.从a到b重力做功mg(h+h)d.从a到b重力做功mgh解析重力做功与物体的运动路径无关,只与初、末状态物体的高度差有关,从a到b的高度是h,故从a到b重力做功mgh,选项d正确.答案d2关于物体的重力势能,下面说法中正确的是()a.地面上物体的重力势能一定为零b.离地面高的物体的重力势能一定大c.质量大的物体的重力势能一定大d.离地面有一定高度的物体的重力势能可能为零解析物体重力势能的大小与物体质量以及零势能面的选取有关,故选项a、b、c错误,选项d正确.答案d3一实心的正方体铁块和一实心的正方体木块质量相等,将它们放在水平地面上,取水平地面为参考平面,则下列说法正确的是()a.铁块的重力势能大于木块的重力势能b.铁块的重力势能小于木块的重力势能c.铁块的重力势能等于木块的重力势能d.以上三种情况都有可能解析由于铁块的密度大于木块的密度,质量相等时,铁块的体积小于木块的体积.因此,铁块的重心低于木块的重心,可得铁块的重力势能小于木块的重力势能.选项b正确.答案b4(多选)物体在某一运动过程中,重力对它做了40 j的负功,下列说法中正确的是()a.物体的高度一定升高了b.物体的重力势能一定减少了40 jc.物体重力势能的改变量不一定等于40 j | |x|x|kd.物体克服重力做了40 j的功解析重力做负功,物体位移的方向与重力方向之间的夹角一定大于90,所以物体的高度一定升高了,选项a正确;由于wg=-ep,故ep=-wg=40 j,所以物体的重力势能增加了40 j,选项b、c错误;重力做负功也可以说物体克服重力做功,选项d正确.答案ad5一根粗细均匀的长直铁棒重600 n,平放在水平地面上.现将一端从地面抬高0.50 m,而另一端仍在地面上,则()a.铁棒的重力势能增加了300 jb.铁棒的重力势能增加了150 jc.铁棒的重力势能增加量为0d.铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关,所以无法确定解析铁棒的重心升高的高度h=0.25 m,铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功,与参考平面选取无关,即ep=mgh=6000.25 j=150 j,故选项b正确.答案b6升降机中有一质量为m的物体,当升降机以加速度a匀加速上升h高度时,物体增加的重力势能为()a.mghb.mgh+mahc.mahd.mgh-mah解析物体增加的重力势能等于物体克服重力所做的功,即ep=mgh,选项a正确.答案a7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处沿斜轨滑下后,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.解析求重力对小球做的功,直接确定小球在竖直方向上的高度差,重力做正功mgr,则重力势能就减小mgr.答案mgrmgr8质量为3 kg的物体放在高4 m的平台上,g取10 m/s2,则:(1)物体相对于地面的重力势能是多少?(2)物体从平台落到地面上,重力势能变化了多少?重力做的功是多少?解析(1)以地面为参考平面,物体的重力势能ep=mgh=3104 j=120 j.(2)以地面为参考平面,物体落到地面,重力势能变化了ep=0-120 j=-120 j,即重力做功120 j.答案(1)120 j(2)减少了120 j120 j9如图所示,一条铁链长为2 m,质量为10 kg,放在水平地面上,拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间,物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少?(g取9.8 m/s2)解析铁链从初状态到末状态,它的重心位置提高了h=l2,因而物体克服重力所做的功为w=12mgl=12109.82 j=98 j,铁链的重力势能增加了98 j.铁链重力势能的变化还可由初、末态的重力势能来分析.设铁链初态所在水平位置为零参考平面,则ep1=0,ep2=mgl2,铁链重力势能的变化ep=ep2-ep1=mgl2=12109.82 j=98 j,即铁链重力势能增加了98 j.答案98 j增加了98 j能力提升1(多选)关于重力势能的理解,下列说法中正确的是()a.重力势能是一个定值b.当重力对物体做正功时,物体的重力势能减小c.放在地面上质量相同的物体,它们的重力势能一定相等d.重力势能为负值时,表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少解析重力势能具有相对性,它不是一个定值,故选项a错误;放在地面上相同质量的物体的重心距地面高度不一定相同,故重力势能不一定相等,故选项c错误;根据重力做功与重力势能变化的关系以及重力势能的定义知,选项b、d正确.答案bd2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解析由重力做功的特点知,不管沿怎样的斜面运动,只要高度相同,物体克服重力做功相同,而且克服重力做多少功,物体的重力势能就增加多少,故选项d正确.答案d 学 3物块a的质量为m,置于光滑水平地面上,其上表面固定一根轻弹簧,弹簧原长为l0,劲度系数为k,如图所示.现将弹簧上端b缓慢地竖直向上提起一段距离l,使物块a离开地面,若以地面为势能零点,则这时物块a具有的重力势能为()a.mg(l+l0)b.mgl+l0+mgkc.mgl-l0+mgkd.mgl-mgk解析缓慢提起,则弹簧的弹力f=mg=kx,x=mgk.物块a升高的高度l=l-x=l-mgk,所以a具有的重力势能epa=mgl=mgl-mgk,故选项d正确.答案d 4质量为m的小球,从离桌面h高处由静止下落,桌面离地面的高度为h,如图所示.若以桌面为参考平面,则小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是()a.mgh,减少mg(h-h)b.mgh,增加mg(h+h)c.-mgh,增加mg(h-h)d.-mgh,减少mg(h+h)解析重力势能的大小与参考平面的选取有关,物体落地时,在参考平面以下,其重力势能为负值,即ep=-mgh.物体下落过程中,重力做功为mg(h+h),所以重力势能减少mg(h+h),选项d正确.答案d5要将一个质量为m、边长为a的匀质正立方体翻倒,推力对它的做功至少为()a.2mgab.2mga2 z xx k.comc.(2+1)mga2d.(2-1)mga2解析未推时,其重心离地面的高度为a2,翻倒的过程中,其重心离地面的最大高度为22a,克服重力做功为 w=mg22a-a2=(2-1)mga2,所以推力至少做功为(2-1)mga2,选项d正确.答案d6(多选)大型拱桥的拱高为h,弧长为l,如图所示,质量为m的汽车在以不变的速率v由a点运动到b点的过程中,以下说法正确的是()a.由a到b的过程中,汽车的重力势能始终不变,重力始终不做功b.由a到b的过程中,汽车的重力势能的增量为零,重力的总功等于零c.汽车的重力势能先增大后减小,总的变化量为0,重力先做正功,后做负功,总功为零d.汽车的重力势能先增大后减小,上坡时重力做负功,下坡时做正功,总功为零解析因为a、b在同一高度上,汽车在运动过程中,重心先升高后降低,所以重力先做负功,后做正功,总功为零;重力势能先增大后减小,总的变化量等于零.选项b、d正确.答案bd7如图所示,三块完全相同的磁铁套在固定于水平面的光滑竖直杆上,相邻磁铁间同名磁极相对.平衡后a、b都悬浮在空中,则此时磁铁间的距离满足 h1(选填“” “f1.由于间距越小斥力越大,故h1h2.以a、b、c为整体分析,用手向下压系统,对系统做正功,故系统的势能增大.答案增大8起重机以g4的加速度将质量为m的物体匀加速地沿竖直方向提升高度h,则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?物体的重力势能改变多少?(不计空气阻力)解析由牛顿第二定律f-mg=ma得f=54mg起重机钢索的拉力对物体做的功w1=fh=54mgh重力做的功w2=-mgh所以物体的重力势能增加mgh.答案54mgh增加mgh9有一上端挂在墙上的长画,从画的上端到下端画轴长1.8 m,下端画轴重1 n,画重0.8 n(画面处处均匀),如图所示.现将长画从下向上卷起来,长画的重力势能增加了多少?解析取画轴所在平面为参考平面.比较长画在卷起之前和卷起之后重心高度变化的数值,从而求出重