《势能的改变》同步练习2

1、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】 A2.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- 2-8A. 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

2、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 昔误.【答案】 B3.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 面抬咼 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，与参考平面的选取无关，即 = mgh= 600X0.25 J =

3、150 J ,故 B 正确.【答案】 B4.如图 2- 2-9 所示，质量为 m 勺物体静止在地面上，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W,不计弹簧的 质量，则下列说法正确的是（）图 2- 2-9A. 重力做功mgh 重力势能减少 mghB. 弹力做功-W,弹性势能增加 WC. 重力势能增加 mgh 弹性势能增加 FHD. 重力势能增加 mgh，弹性势能增加 W- mgh【解析】 由于物体提高 h，重力做功一 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W mgh VU = 0所以= mgh-W, B

4、 错误弹性势能增加W mghC 错误，D 正确.【答案】 D5.一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】 B6.（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，

5、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 FX 寸物体做了 15 J 的功C物体的重力势能增加了 15 JD.合力对物体做的功是 15 J【解析】 物体上升，重力做负功，WG= mgh=- 5X3 J = 15 J，选项 A 错误；因为物体匀速上升，所以拉力 F=5 N，则拉力做功WFh= 5X3 J 二 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 昔误.【答案】 BC图 2-2- 117. （2013 漳州高一检测）如图 2- 2- 11 所

6、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 卩二 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a交离 a,需将它翻倒一次，需克服重力做功，使其重心位置由离地 hi=增加到21 _a，所以至少需做功 W= mgh2 hi) = 2mg 2 1) a；缓慢平推需做功W=卩 m

7、ga=0.1 mgsW【答案】 B图 2 2 128. 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 20J，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_丄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

8、 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 20 209. 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=

9、mgh= 3X10X4 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 J10._ 质量为 5 kg 的钢球，从离地面 100 m 的高处自由下落 1 s , 1s 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)11【解析】 1

10、 s 内钢球下落 h =刃忙=2X10X12m = 5 m，则 WG= mght5X10X5 J = 250 J，重力势能减少了 250 J，此时钢球离地高度 h= h。 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 巳=mgh= 5X10X95 J =4 750 J ;若选离地 1 m 高处为参考平面，则巳=mgh= 5X10X(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， 则耳=mgh= 5X10X( 5) J = 250 J.【答案】 250 4 750 4 700 250g11 起重机以 4 的加速度，将质量为 m

11、 的物体匀减速地沿竖直方向提升 h 高度，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.g由题意可知，起重机的加速度 a= 4,物体上升高度 h，根据牛顿第二定律得：mg- F= mag 3F= mg- m 吐 mg- 囱=4mg 方向竖直向上3所以拉力做功WJ= Fhcos 0 = 4mgh重力做功WG= mglros 180 = mgh,即物体克服重力做功为 mgh又因为WGE 一Ep2 一 mghW0

12、iEp2即物体的重力势能增加了 mgh3【答案】 4mgh mgh 增加了 mgh112.(2013 济南二中检测)在竖直平面内有一个半径为 R 的 N 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2 2 13 所示.(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 NS滑动摩 擦力f 的作用，其中重力 m台终竖直向下，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