《势能的改变》同步练习2

势能的改变势能的改变 1 自由下落的物体在下落过程中 其重力做功和重力势能变化的情况为 A 重力做正功 重力势能减小 B 重力做正功 重力势能增加 C 重力做负功 重力势能减小 D 重力做负功 重力势能增加 解析 物体下落时 重心下降 即重力做正功重力势能减小 答案 A 2 如图2 2 8所示的几个运动过程中 物体弹性势能增加的是 图2 2 8 A 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 图乙 人拉长弹簧过程中弹簧的弹性势能 C 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 图丁 放在弹簧上的小球被弹簧向上弹起的过程中 弹簧的弹性势能 解析 甲中杆的弹性势能先增大后减小 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 答案 B 3 一根粗细均匀的长直铁棒重600 N 平放在水平地面上 现将其一端从 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 J B 铁棒的重力势能增加了150 J C 铁棒的重力势能增加量为0 D 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 与参考平面的选取无关 即 Ep mgh 600 0 25 J 150 J 故B正确 答案 B 4 如图2 2 9所示 质量为m的物体静止在地面上 物体上面连着一个轻 弹簧 用手拉住弹簧上端上移H 将物体缓缓提高h 拉力F做功WF 不计弹簧的 质量 则下列说法正确的是 图2 2 9 A 重力做功 mgh 重力势能减少mgh B 弹力做功 WF 弹性势能增加WF C 重力势能增加mgh 弹性势能增加FH D 重力势能增加mgh 弹性势能增加WF mgh 解析 由于物体提高h 重力做功 mgh 重力势能增加mgh A错误 由于物体缓缓升高 物体动能不变 由动能定理得 WF mgh W弹 0 所以W弹 mgh WF B错误 弹性势能增加 W弹 WF mgh C错误 D正确 答案 D 5 一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等 将它们放在同一 水平地面上 下列结论正确的是 水平地面为零势能面 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 上述三种情况都有可能 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 故B正确 答案 B 6 多选 图2 2 10 用拉力F将一个重为5 N的物体匀速升高3 m 如图2 2 10所示 在这个过 程中 下列说法正确的是 A 物体的重力做了15 J的功 B 拉力F对物体做了15 J的功 C 物体的重力势能增加了15 J D 合力对物体做的功是15 J 解析 物体上升 重力做负功 WG mgh 5 3 J 15 J 选项 A错误 因为物体匀速上升 所以拉力F G 5 N 则拉力做功WF Fh 5 3 J 15 J 选项B正确 因物体克服重力做功15 J 故物体重力势能增加15 J 选 项C正确 因为物体匀速上升 合力为零 则合力不做功 选项D错误 答案 BC 图2 2 11 7 2013 漳州高一检测 如图2 2 11所示 一质量为m 边长为a的正方 体物块与地面间的动摩擦因数为 0 1 为使它水平移动距离a 可以用将它翻 倒或向前缓慢平推两种方法 则下列说法中正确的是 A 将它翻倒比平推前进做功少 B 将它翻倒比平推前进做功多 C 两种情况做功一样多 D 两种情况做功多少无法比较 解析 翻倒过程中 外力克服重力所做的功等于重力势能的增加 可 通过重心的变化求重力势能的变化量 进而求得外力所做的功 使物块水平移 动距离a 需将它翻倒一次 需克服重力做功 使其重心位置由离地h1 增加 a 2 到h2 a 所以至少需做功W1 mg h2 h1 mg 1 a 缓慢平推需做功W2 2 2 1 22 mga 0 1mga W1 答案 B 图2 2 12 8 如图2 2 12所示 物体在光滑的水平面上匀速运动时具有的动能为20 J 然后物体碰到一轻质弹簧并挤压弹簧 当弹簧被挤压到最短时 弹簧的弹性 势能为 J 在物体挤压弹簧的过程中 物体克服弹力做的功为 J 然后物体又被弹簧弹回 物体离开弹簧后所具有的动能为 J 在物体 被弹回的过程中弹力对物体做的功为 J 解析 物体压缩弹簧的过程 克服弹力做功 把物体的动能转化为弹 性势能 弹簧被挤压到最短时 物体速度为零 动能为零 原来的动能全部转 化为弹性势能 所以 弹簧被挤压到最短时所具有的弹性势能为20 J 物体克 服弹力做的功为20 J 物体被弹回的过程 弹力对物体做功 把弹性势能转化 为物体的动能 物体离开弹簧时弹簧恢复原状 弹性势能全部转化为物体的动 能 所以 物体离开弹簧后所具有的动能为20 J 在物体被弹回的过程中 弹 力对物体做的功为20 J 答案 20 20 20 20 9 质量为3 kg的物体放在高4 m的平台上 g取10 m s2 求 1 物体相对 于平台表面的重力势能是多少 2 物体相对于地面的重力势能是多少 3 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 以平台为参考平面 物体的重力势能为0 2 以地面为参考平面 物体的重力势能 Ep mgh 3 10 4 J 120 J 3 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 0 2 120 J 3 减少了120 J 120 J 10 质量为5 kg 的钢球 从离地面100 m的高处自由下落1 s 1 s内钢球 重力势能减少了 J 1 s末钢球的重力势能为 J 选取地面为参 考平面 如果选取地面上1 m处的水平面为参考平面 1 s末它的重力势能为 J 如果选取自由下落的出发点所在水平面为参考平面 1 s末它的重力 势能为 J g 10 m s2 解析 1 s内钢球下落h gt2 10 12 m 5 m 则WG mgh 5 10 1 2 1 2 5 J 250 J 重力势能减少了250 J 此时钢球离地高度h h0 h 100 5 m 95 m 取地面为参考平面 1 s末钢球的重力势能为Ep1 mgh1 5 10 95 J 4 750 J 若选离地1 m高处为参考平面 则Ep2 mgh2 5 10 95 1 J 4 700 J 若选自由下落的出发点所在水平面为参考平面 则Ep3 mgh3 5 10 5 J 250 J 答案 250 4 750 4 700 250 11 起重机以 的加速度 将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升h高度 g 4 则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少 物体克服重力做功为多少 物体 的重力势能变化了多少 空气阻力不计 解析 由物体运动的加速度 据牛顿第二定律可确定物体所受的合力 及钢索对物体的拉力 再由功的定义式及重力做功与重力势能的变化关系求解 由题意可知 起重机的加速度a 物体上升高度h 根据牛顿第二定律得 g 4 mg F ma F mg ma mg m mg 方向竖直向上 g 4 3 4 所以拉力做功WF Fhcos 0 mgh 3 4 重力做功WG mghcos 180 mgh 即物体克服重力做功为mgh 又因为WG Ep1 Ep2 mgh WG 0 Ep1 Ep2 即物体的重力势能增加了mgh 答案 mgh mgh 增加了mgh 3 4 12 2013 济南二中检测 在竖直平面内有一个半径为R的 圆弧形轨道 1 4 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2 2 13所示 图2 2 13 1 物体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 物体由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 轨道对物体的支持力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 物体高度降低 重力做正功