鲁科版必修2 第2章第2节 势能的改变 作业.doc

一、选择题1.如图所示，甲、乙两名学生的质量都是m，当他们分别以图示的路径登上高h的阶梯顶端a时，他们的重力做功情况是()a甲的重力做功多b乙的重力做功多c甲、乙的重力做功一样多d无法判断解析：选c.因为重力做功只与物体的初、末位置有关，与运动路径无关，所以甲、乙的重力做的功均为mgh，故c正确2如图所示的几个运动过程中，物体弹性势能增加的是()a如图甲，跳高运动员从压杆到杆伸直的过程中，杆的弹性势能b如图乙，人拉长弹簧过程中弹簧的弹性势能c如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能d如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能解析：选b.甲中杆的弹性势能减小，乙中弹簧的弹性势能增加，丙中橡皮筋的弹性势能减小，丁中弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能减小，故b正确，a、c、d错误3下列关于重力势能的说法中正确的是()a物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定b物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大c一个物体的重力势能从5 j变化到3 j，重力势能变小了d重力势能减小量等于重力对物体做的功解析：选d.重力势能epmgh，其中h表示物体所在位置相对参考平面的高度，具有相对性，当物体的位置确定，但参考平面不同时，则相对高度h不同，所以重力势能mgh也不同，a是错误的；当物体在参考平面下方时，物体与参考平面距离越大，重力势能越小，所以b是错误的；重力势能是标量，负号说明物体在参考平面下方，判断其大小时，与数学上53的规律一致，所以重力势能由5 j变为3 j，重力势能变大了，c是错误的；物体的重力势能减小，说明高度下降了，所以重力做正功，d正确4(多选)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的重力势能之和解析：选ab.物体克服重力做功，说明重力做负功，a对；重力做功与物体的运动状态和运动路径无关，而且重力做功的数值等于重力势能的改变量，b对；重力势能是否为零由参考平面决定，c错；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做的功，d错5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，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是()amgh，减少mg(hh)bmgh，增加mh(hh)cmgh，增加mg(hh)dmgh，减少mg(hh)解析：选d.小球落地时在零势能面以下，其重力势能应为负值，即为mgh.重力势能的变化epmghmghmg(hh)，即重力势能减少了mg(hh)，故选项d正确6如图所示，质量均为m的两名跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他们起跳时的重心高出h，则他们从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功()a都必须大于mghb用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mghc都不一定大于mghd用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh解析：选b.质量均为m的两名跳高运动员分别用背越式和跨越式两种跳高方式跳过同一高度h时，用背越式跳过时，运动员的身体重心高度可以低于横杆的水平高度h，但跨越式跳过时，运动员的重心位置必须高于h.因此，用背越式跳过h高度时，运动员克服重力所做的功不一定大于mgh，但用跨越式跳过h高度时，运动员克服重力所做的功就必须大于mgh，故选项b正确，其他选项均错7(多选)如图所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说法正确的是()a物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比b物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等c弹簧的弹力做正功，弹簧的弹性势能减小d弹簧的弹力做负功，弹性势能增加解析：选bd.由功的计算公式wfscos 知，恒力做功时，做功的多少与物体的位移成正比，而弹簧对物体的弹力是一个变力，fkx，所以a不正确弹簧开始被压缩时弹力小，物体移动一定距离时弹力做的功也少，弹簧的压缩量变大时，物体移动相同的距离做的功多，故b正确物体压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力与弹力作用点的位移方向相反，所以弹力做负功，弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，故c错误，d正确8下列说法正确的是()a做自由落体运动的物体，在第1 s内与第3 s内重力势能的减少量之比为19b物体做匀速直线运动时重力势能一定不变c重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功d以上说法均不对解析：选d.做自由落体运动的物体在第1 s内与第3 s内下落的高度之比为hh15，在这两段时间内重力势能的减少量等于重力所做的功，即epepmghmgh15，选项a错误当物体沿斜面匀速下滑时，高度改变，重力势能也发生变化，选项b错误重力势能具有相对性，其大小与参考平面的选取有关，所谓重力势能等于零的物体，是指物体处在零势能面上，并不能表明物体不具有做功的本领，例如地面上流动的河水，若取地面为参考面，则其重力势能为零，但当河水流向更低的下游时仍然可以对别的物体做功，所以选项c错误故选d.9.如图所示，一个质量为m、边长为a的正方体与地面之间的动摩擦因数0.4.为使它水平移动距离a，可以采用将它翻倒或向前匀速平推两种方法，则()a将它翻倒比平推前进做的功少b将它翻倒比平推前进做的功多c两种情况做功一样多d两种情况做功的多少无法比较解析：选a.匀速平推时，只需克服摩擦力做功推力的大小等于正方体所受的摩擦力，即ffnmg.把正方体推进距离a的过程中，推力做的功为w1mga0.4mga.将正方体绕一条棱翻倒时，仅在使ac转到竖直过程中需要有外力做功(此后，稍一倾斜，正方体会在重力作用下翻倒)这个过程中外力所做的功等于使正方体的重心o升高所增加的重力势能，如图所示外力所做的功为w2epmga0.21mga.因此，选项a正确，其他选项均错二、非选择题10在离地80 m处无初速释放一小球，小球质量为m200 g，不计空气阻力，g取10 m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考面求：(1)在第2 s末小球的重力势能；(2)在第3 s内重力所做的功，重力势能的变化解析：(1)在第2 s末小球所处的高度为：hgt21022 m20 m重力势能为：epmgh0.210(20) j40 j(2)在第3 s末小球所处的高度为hgt21032 m45 m第3 s内重力做功为：wgmg(hh)0.210(2045) j50 j即小球的重力势能减少了50 j.答案：(1)40 j(2)50 j重力势能减少了50 j11.在竖直平面内有一个半径为r的圆弧形轨道，一个质量为m的小物块从轨道最高点a由静止滑下，到达最低点b时恰好又静止，如图所示(1)物块在下滑过程中受到哪些力的作用？(2)对物块做功的力各是什么力？其中重力做功为多少？(3)物块由a到b，其重力势能变化了多少？如何变化？解析：(1)物块在下滑过程中受重力mg、轨道对物块的支持力n及滑动摩擦力f的作用，其中重力mg始终竖直向下，为恒力，而支持力n和滑动摩擦力f为变力(2)物块的高度降低，重力做正功，支持力始终沿