巩固练习 重力势能和弹性势能提高

1、微信公众号：物理轻松学【巩固练习】一、选择题：1把一个物体从地面竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力恒为，则在从物体被抛出到落回地面的全过程中( )A重力所做的功为零 B重力所做的功为2mghC空气阻力做的功为零 D空气阻力做的功为2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( )Amgh Bmgh+mah Cmah Dmgh-mah3江苏省沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来，在缓解电力紧张方面取得了良好的社会效益和经济效益抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄

2、水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电如图所示蓄水池(上游水库)可视为长方体，有效总库容量(可用于发电)为V，蓄水后水位高出下游水面H，发电过程中上游水库水位最大落差为d统计资料表明，该电站年抽水用电为2.4108 kWh，年发电量为1.8108 kWh则下列计算结果正确的是(水的密度为，重力加速度为g，涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)( )A能用于发电的水的最大重力势能B能用于发电的水的最大重力势能C电站的总效率达75%D该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105 kW计)10 h4、（2015 吉林校级期末）质量为m的物体，沿倾角为的光滑斜面静止下滑，当

3、下滑t（s）时重力势能减少量为（ ）A B C D 5、（2015 徐州模拟）关于弹性势能，下列说法中正确的是（ ）A只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能，其它物体发生弹性形变时是不会有弹性势能的 B弹簧伸长时有弹性势能，压缩时没有弹性势能 C弹性限度范围内，同一个弹簧形变量越大，弹簧势能就越大 D火车车厢底下的弹簧比自行车底座下的弹簧硬，则将它们压缩相同的长度时，火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能小 6、（2015 北京高考）“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的

4、是 A绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小 B绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小 C绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大 D人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力7.一根弹簧的弹力一位移图线如图所示，那么弹簧由伸长量8 cm到伸长量4 cm的过程中，弹力做的功和弹性势能的变化量为( )A3.6 J，-3.6 J B-3.6 J，3.6 JC1.8 J，-1.8 J D-1.8 J，1.8 J8.在一次演示实验中，一压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一小球，测得弹簧压缩的距离d和小球在粗糙水平面滚动的距离s如下表所示由此表可以归纳出小球滚动的距离s跟弹簧压缩的距离d之间的关系，

5、并猜测弹簧的弹性势能Ep跟弹簧压缩的距离d之间的关系分别是(选项中k1，k2是常量)( )实验次数1234d/cm0.501.002.004.00s/cm4.9820.0280.10319.5Ask1d，Epk2d Bsk1d，Epk2d2Csk1d2，Epk2d Dsk1d2，Epk2d2二、解答题：1如图所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2连接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2连接，下端压在桌面上（不连接），整个系统处于平衡状态现施力将物块1缓慢地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面在此过程中，物块2的重力势能增加了_，物块1的重力势能增加了_2.

6、如图所示，直杆长为2L，中点有一转轴O，两端分别固定质量为2m、m的小球a和b，当杆从水平位置转到竖直位置时，小球a和b构成的系统重力势能如何变化? 变化了多少?3如图所示长为L的细线拴一个质量为m的小球悬挂于O点正下方，现将小球拉至与O点等高的位置且线恰被拉直求放手后小球摆到O点正下方，现将小球拉至与O点等高的位置且线恰被拉直求放手后小球摆到O点正下方的过程中：(1)球的重力做的功；(2)线的拉力做的功；(3)外力对小球做的总功4.某海湾共占面积1.0107 m2，涨潮时水深20 m，此时关上水坝闸门，可使水位保持20 m不变；退潮时，坝外水位降至18m也保持不变，假如利用此水坝建水电站，且

7、重力势能变为电能的效率是10，每天有两次涨潮，问该电站一天最多能发出多少电能?(取g10 m/s2)5. 如图所示，质量为m的物体从光滑的斜面上的A点静止滑下，与固定在地面上并且沿斜面的轻质弹簧接触并将弹簧压缩至最低点B，试求当物体处在最低点时弹簧的弹性势能(已知ABx，斜面倾角为，物体在A点时弹簧处于原长状态)【答案与解析】一、选择题：1A、D解析：上升过程中重力做功为-mgh，下降过程中重力做功为mgh，所以整个过程中重力做功为零上升过程中阻力向下，故阻力做功为，下降过程中，阻力向上，故阻力做功为，所以整个过程中阻力做功为，故选A、D2A解析：要分析重力势能的变化，需分析重力做功物体随升降

8、机上升了h，物体克服重力做功Wmgh，故物体的重力势能增加了mgh3B、C解析：不考虑下游水位变化，下游水面为零势能面，最大蓄水时重心高度为，所以能用于发电的水的最大重力势能，故A错误，B正确；电站的总效率，即，故C项正确；该电站平均每天的发电量可供大城市居民用电的时间为，故D错误4、D解析：物体下滑的加速度，t时刻物体下滑的距离，下滑高度，则物体重力势能的减少 ，故选D。5、C解析：弹簧发生弹性形变时具有弹性势能，其它物体发生弹性形变时也有弹性势能，故A错误；弹簧伸长和压缩时都有弹性势能，故B错误；同一个弹簧形变量越大，对外做功的本领越大，具有的弹性势能就越大，故C正确；火车车厢底下的弹簧比

9、自行车底座下的弹簧硬，劲度系数大，将它们压缩相同的长度时，火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能大，故D错误。6、A解析：从绳恰好伸直开始，到人第一次下降至最低点的过程中：由于长弹性绳的作用，刚开始弹力（越来越大）小于重力，人先做加速度减小的加速运动，直到弹力等于人的重力时；之后弹力（继续越来越大）大于重力，人开始做反向加速度增大的减速运动，直到最低点时速度为零（此时弹力等于二倍的重力）。A正确，BCD均错误 故选：A7. C解析：围成的面积表示弹力做的功，弹性势能减少1.8J，C对8. D解析：由本节探究的弹簧的弹性势能的表达式，知；从题中所示的表格中可以看出，d增加到原来的2倍时，s增加到原来的

10、4倍，s与d是平方的关系，所以有，正确选项为D二、解答题：1 解析：下面的弹簧k2受到压力为，压缩量，要使k2离开桌面，m2上升的高度为，所以m2的重力势能增量弹簧是由压缩状态转为拉伸状态，压缩的长度，当离开桌面时，k1伸长了，因此物块1上升的高度，故物块1的重力势能增量2系统的重力热能增加mgL解析：b球重力势能增加2mgL，a球重力势能减少mgL，所以系统的重力热能增加mgL3（1） （2）0 （3）解析：（1）小球的重力做的功与路径无关， （2）在小球下摆的过程中，线的拉力F的大小和方向都在变化，是一个变力将小球运动的圆弧轨迹无限分割，每一小段变成与圆弧相切的一小段直线，如图所示不难看出

11、，在每一小段上线的拉力F与这一小段的位移方向总是垂直，所以，在每一小段上，线的拉力做功为零可以推知，在小球沿着圆弧下摆的过程中，线的拉力做的功为零，即线的拉力不做功（3）全过程外力对小球做的总功等于球的重力所做的功，即4. 41010 J解析：关上水坝闸门，退潮后，坝内水位比坝外高出2 m，发电时坝内高出部分的水通过发电机流向坝外，最终水位从20 m降至18 m，减少的重力势能的一部分转化为电能，由可以算出减少的重力势能，从而就能算出所发的电能 设海湾面积为S，则打开闸门流过发电站的水的体积最多为hS，h为水面高度差，水的质量为重力势能的减少量为 一天最多发出电能为 E210 0.2 0.21.01031.01072210 J 41010 J【点评】利用潮汐发电，是利用海洋能的途径之一，本题介绍了潮汐发电的大致情景，注重将实际问题抽象为物理问题的能力培养，对于流体类重力势能的改变，将所有流动的流体视为一个整体，找出其重心位置的变化，本题中枢水