势能的变化与机械功同步练习(精品)

1、4.1势能的变化与机械功同步练习（沪科版必修2)同步测控1. 下面有关重力势能的说法正确的是（）A. 举得越高的物体，具有的重力势能就越大B. 质量越大的物体，具有的重力势能就越大C. 物体的重力势能可能小于零D. 物体的重力势能不可能为零解析：选C.物体的重力势能 Ep=mgh, %是到零势能参考平面的距离.举得越高的物体，具有的重力势能不一定越大，质量越大的物体具有重力势能也不一定越大，所以A、B均错.当物体在参考平面上时，该物体的重力势能就为零；在参考平面以下时重力势能就小于零，所以C正确，D错.2. 关于重力势能和弹性势能，下列说法正确的是（）A. 重力势能属于物体和地球这个系统，弹性

2、势能属于发生弹性形变的物体B. 重力势能是相对的，弹性势能是绝对的C. 重力势能和弹性势能都是相对的D. 重力势能和弹性势能都是状态能解析：选ACD.重力势能是地球和物体共有的，弹性势能是发生弹性形变的物体具有的能.故A正确；重力势能和弹性势能都是相对的，故B错，C正确；势能都对应于物体的某一状态，故D正确.3.O -T- H 0 -图 4 1 3如图4一 1 一 3所示，桌面高为”，质量为加的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为0,则小球落到地面前瞬间的重力势能为（）A. mghB. mgHC. mg （ h-H）D. mgh解析：选D.重力势能的大小是相对参考平

3、面而言的，参考平面选择不同，物体的高度不同，重力势能的大小则不同.据题意知已选定桌面为参考平面，则小球在最高点时的高度为小球在桌面的高度为零，小球在地面时的高度为一,所以小球落到地面上时，它的重力势能为Ep=mgh.4.图 4-1-4如图4 1 4所示，一个物体以速度如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 W=FscosO知，恒力做功时，做功的多少与物体

4、的位移成正比，而弹簧对物体的弹力是一个变力F=ks,所以A不正确.弹簧开始被压缩时弹力小，弹力做的功也少，弹簧的压缩量变大时，物体移动相同的位移做的功多，故B正确.物体缩量压缩弹簧的过程，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 增大，弹性势能增大，故C错误，D正确.5. 世界著名撑竿跳高运动员乌克兰名将布勃卡身高1.83 m,体重82 kg,他曾35次打破撑 竿跳高世界纪录，目前仍保持着6.14 m的室内世界纪录.请你探究以下两个问题：（1）他跳过6.14 m时，至少克服重力做多少功？（2）他的重力势能改变了多少？解析：（1）OG=-/Mg/仁一82X1OX （ 6.1

5、4-A）J-4285J,即克服重力做功为4285 J.（2）根据重力做功与重力势能变化的关系可知，他的重力势能增加了4285 J.答案：4285 J （ 2）增加了 4285 J课时训练一、选择题1.下列关于重力势能的说法，正确的是（）A. 重力势能等于零的物体，不能对别的物体做功B. 重力势能是地球和物体共有的，而不是物体单独具有的C. 在同一高度的质量相同的物体，虽然参考平面选取不同，但重力势能一定相等D. 在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零解析：选 B.重力势能是由物体和地球的相对位置决定的能，由地球和物体所共有，故选项B正确；由于重力势能具有相对性，其大小与参考平面的选取有关，

6、所以重力势能等于零并不等于没有对外做功的本领，只是表明物体的重心位于参考平面上，故选项A、C错误；只有选地面为图一参考平面时，地面上的物体重力势能才等于零，故选项D错误.2.若物体m沿不同的路径I和II从/滑到B,如图4-1-5所示，则重力所做的功为（）A.沿路径I重力做功较大B.沿路径II重力做功较大C.沿路径I和II重力做功一样大D.条件不足，不能判断解析:选C.重力做功的特点：只与高度差有关，与路径无关3. 关于弹性势能，下列说法中正确的是（）A. 任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能B. 任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变C. 物体只要发生.形变，就一定具有弹性势能D. 弹簧

7、的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关解析：选AB.由弹性势能的定义和相关因素进行判断.发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力作用而具有的势能，叫做弹性势能.所以，任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变.物体发生了形变，若是非弹性形变，无弹力作用，则物体就不具有弹性势能.弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外，还跟弹簧劲度系数的大小有关.图 4 1 6/ 点滚到了山脚下的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. 从N到B的曲线轨迹长度不知道，无法求岀此过程重力做的功B. 从/到B过程中阻力大小不知道，无法求岀此过程重力做

8、的功C. 从A到B重力做功 mg ( H+h )D. 从A到B重力做功/wgH解析：选D.重力做功与经过路径无关，与是否受其他力也无关，只与始末位置有关，由WG=?7gA"可知 D 对，A、B、C 错.5. 一实心正方体铁块与一实心正方体木块质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是()A. 铁块的重力势能大于木块的重力势能B. 铁块的重力势能等于木块的重力势能C. 铁块的重力势能小于木块的重力势能D. 上述三种情况都有可能解析：选C.由于铁块和木块的密度不同，所以，质量相等的铁块和木块，木块的体积较大，放在同一水平地面上时，木块的重心高，因此，木块的重力势能较大6. 如

9、图 4 一 1 一 7所示，两个质量相等的物体从同一高度沿倾角不同的斜面加速下滑，如。2,且第一个斜面 光滑，第二个斜面粗糙.由顶端滑到底端的过程中，重力对物体做的功分别为叭和W 重力势能的 变化量分别为 AEpj和AEp2,贝0()D? AEpiVAAp?A. Wx=WzB. WxvW2C? AEpi>A £p2解析：选 A.两物体的质量相等，重力相同.初、末位置的高度差相同，所以重力做功相等重力势能的改变量也相等，故A正确.如图4 一 1 一 8所示，一个质量为 M的物体，放在水平地面上，物体上方安装一个长度为Z、劲度系数为k的轻弹簧处于原长，现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向

10、上移动，直到物体离 开地面一段距离，在这一过程中， P点的位移(开始时弹簧处于原长)是则物体重力势能的增加量为()D. MgH-B?C MgH MA? MgH解析：选C.物体离开地面时，弹簧伸长*=爷 重物上升的高度 h=H-x重力势能增加量 Ep=Mgh=MgHA-所以正确答案为 C.浮起的高度为100 mm,则该过程中磁悬浮列车增加的重力势能是仗取10 m/s2)()A. 20 JB. 200 JC.2X104 JD. 2X10 7 J解析：选 C.A/r=100mm=0.1m,所以 AEp=，/AAA=20X 103X 10 X 0.1 J=2X10 4 J.9.图 4 1 9用拉力T将

11、一个重为5 N的物体匀速升高 3 m,如图4 1 9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T对物体做了 15J的功?物体的重力势能增加了 15 JC. 合力对物体做的功是 15 JD. 解析：选BC.物体上升，重力做负功，=/Hg/z = 5X3 J= 15 J,选项A错误；因为 物体匀速上升，所以拉力T=G=5N,则拉力做功旳="=5X3 J=15J,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.10.如图4-1-10所示，将横截面积为S的玻璃管弯成连

12、通器，放在水平桌面上，左、右管处在竖直的液体，然 后打开阀门直到液状态，先关闭阀门往左、右管中分别注入高度为伤和他、密度为 体静止.在上述过程中，液体的重力势能减少了（）A. pgS(hi fidB 舟 pgSffii-/id?CApgS(hh 2)2D.gS（/h-仏）解析：选C.打开阀门K后，左管中的液体流向右管，直到两管液面相平，相当于把左管中高为如尹的液体“搬”到右管中，其重心下降的高度为笃鱼，所以该过程中，液体重力势能的减少量为 XEp=pgShSWp=r_13hl=ApgS（h 2-hi）2.二、非选择题11.图 4-1-11在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0

13、 kg的木块相连.若在木块上 再作用一个竖直向下的力 F,使木块缓慢向下移动 0.10 m,力F做功2.5 J.此时木块再次 处于平衡状 态，力F的大小为50 N,如图4-1-11所示，求：（1）在木块下移0.10 m的过程中弹性势能的增加量；(2) 弹簧的劲度系数 .解析：(1)木块下移0.10 m中，F与重力的合力等于弹簧弹力，所以力 F和重力做功等 于弹簧 弹性势能的增加量，故弹性势能的增加量为A£p=W>+/MgA=(2.5+2.0X10X0.10)J =4? 5 J.(2)由平衡条件得，木块再次处于平衡时 F=kh, 所以劲度系数片誌誌 N/m=500 N/m. 答案： (1)4.5 J (2)500 N/m12.在离地面高80 m处无初速度释放一小球，小球质量为m=200 g,不计空气阻力，g取10 m/s2取最高点所在水平面为参考平面 . 求：在第2s末小球的重力势能；在第3 s内重力所做的功和重力势能的变化量解析：(1)在第2 s末小球的高度：hAgt2A