重力势能、弹性势能、机械能守恒定律学生

1、（总分：302）班级 姓名 学号得分一、选择题：本大题共 25小题，共计100分。 TOC o 1-5 h z 1、【4分】与物体的重力势能有关的因素是（）A.物体的质量B.物体的速度C.物体和参考平面之间的高度差D.物体的大小2、【4分】在离地面高为 H处以相等的速率抛出三个小球，小球的质量都相同，A球竖直上抛，B球竖直下抛，C球平抛，不计空气阻力，则有（）A.三个小球运动的加速度不同B.三个小球落地时的动能都相同C.三个小球落地时的速度相同D.三个小球从抛出到落地所需要的时间相同3、【4分】下面说法中正确的是（）A.地面上的物体重力势能一定为零B.质量大的物体重力势能一定大C.不同的物体中

2、离地面最高的物体其重力势能最大D.离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零4、【4分】如图5-8-5所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30。的光滑斜面，这物体在斜面上上升的最大高度为h,则在这过程中图 5-8-5A.物体的重力势能增加了 mghB.机械能损失了mghC.动能损失了mghD.机械能不守恒5、【4分】如图5-10-3所示，一轻绳跨过定滑轮悬挂质量为mi、m2的两个物体，滑轮质量及轮与轴间摩擦不计，由于m1Vm2,系统从静止开始运动的过程中（）用1 口 用2图 5-10-3A.m、m2各自的机械能分别守恒B.m2减少的机械能等于m增加的机械能C.ni减少的重力势能等于

3、m增加的重力势能D.m、m2组成的系统机械能守恒6、【4分】沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端，以 下说法中正确的是（）A.沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做功多B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多D.上述几种情况克服重力做功一样多7、【4分】甲、乙两个物体距地面的高度分别为 hi和h2（hih2）,它们对地面的 重力势能分别为Ei、巳，则（）A.EiEB.Eiiir图 5-5-1123、【8分】如图5-8-4所示，长为L的匀质链条，对称地悬挂在光滑的小滑轮上.若链条因受到微扰而滑动，求链条刚脱离滑轮

4、时的速度图 5-8-424、【8分】某同学的身高为 1.80 m,在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8 m高度的横杆.据此估算出他起跳时竖直向上的速度大约为多少？25、【12分】质量是5 kg的钢球从离地面10 m高处自由下落1 s , 1 s内钢球 重力势能减少了 J （g取10 m/s2,选取地面为参考平面），1 s末钢 球的重力势能为 J;如果选取距地面1 m高处的平面为参考平面，1 s 末它的重力势能为 J;如果选取自由落下的出发点所在平面内为参 考平面，1 s末重力势能为 J.一、选择题：本大题共 25小题，共计100分。1、【4分】 参考答案与解析： 解析：物体在重

5、力作用下由于位置而具有的势能称为重力势能.前人的实验表明重力势能的表达式为Ep=mgh,其中m是物体的质量，g为地球表面的重力加速度，h为相对参考平面的高度.重力势能的大小只与质量、重力加速度、高度有关，与 其他因素都没有关系.物体的重力势能取决于物体的质量和高度，当质量和高度有一个因素发生变化 时，物体的势能就要发生变化.答案：AC主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律2、【4分】参考答案与解析：解析：三个小球在运动过程中都只受重力作用，因此运动的加速度都为重力加速度，选项 A错.又因为三个小球在运动过1程中机械能都守恒，都有 mgH+mV=Ek （以地面为零势能面），因此落地时

6、动能 相同，质量相同，速率相同，但速度方向不同，所以选项B正确，C错误.又据运动规律，在空中运动时间不同，D错误.答案：B主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律3、【4分】参考答案与解析：解析：重力势能的大小与参考平面的选取有关，在参考平面处，任何物体的重力势能均为零 .答案：D主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律4、【4分】参考答案与解析：解析：物体在斜面上上升h,重力做负功mgh故物体重力势能增加了 mgh A选项正确.在上升h高度的过程中，只有重 力做功，重力势能与动能之间转化，机械能守恒，故 B、D选项错误.由于只有重 力做功，则合力做功即为-mgh,由动能定

7、理，物体的动能减少了 mgh C选项正 确.答案：AC主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律5、【4分】参考答案与解析：解析：对于m物体，绳子的拉力做正功，机械能增加，对于m2物体，绳子的拉力做负功，机械能减小，所以 A选项错误. 根据能的转化和守恒定律可知，m减少的机械能等于m增加的机械能，所以B 选项正确，C选项错误.若以m、m2构成的系统为研究对象，绳子拉力所做的总 功为零，故系统机械能守恒，D选项正确.答案：BD主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律6、【4分】参考答案与解析：解析：本题考查重力做功与路径无关的理解.重力做功与路径无关，只与高度差有关，由于各种情

8、况下重物上升的高度相 同，反以克服重力做功相同.答案：D主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律7、【4分】参考答案与解析：解析：重力势能的表达式E=mgh因两物体的质量不同，所以无法确定它们的重力势能的大小 .答案：D主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律8、【4分】参考答案与解析：解析：势能都是相对的量，都是一个系统所具有的，弹性势能的大小与弹簧的劲度系数以及弹簧的形变量有关.根据弹性-kl2势能的表达式Ep=2 ,可知道AC比正确的.答案：ACD主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律9、【4分】参考答案与解析：解析：系统机械能是否守恒，可根据机械能守恒的

9、条件来判断.做匀速直线运动的物体所受合力为零，重力以外的其他力 的合力是重力的平衡力，只有当物体做水平方向的匀速直线运动时， 这些力才对 物体不做功，物体（严格地讲，应是物体与地球组成的系统，下同）的机械能才 守恒.当物体沿除水平直线以外的任意直线运动时，重力以外的其他力的合力对 物体做功，物体的机械能不再守恒.做匀速直线运动的物体，若只有重力对它做功时，机械能守恒，如自由 落体、竖直上抛、竖直下抛、平抛、斜抛等运动中，物体的机械能守恒；若重力 以外的其他外力对物体做功的代数和不为零，则物体的机械能不守恒 .外力对物体做功为零时，有两种情况：若重力不做功，而其他力对物体 做功的代数和为零，此时

10、物体的机械能守恒（如小球在水平面内做匀速圆周运 动）；若重力做功，其他外力做功的代数和不为零时，机械能不守恒.答案：BD主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律10、【4分】参考答案与解析：解析：物体所受合外力的功等于动能的增加量；人对物体做的功一部分用来克服重力做功，另一部分增加了物体的动能； 物体重力势能改变量只与重力做功有关.答案：BD主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律11、【4分】参考答案与解析：解析：原来静止的足球获得了 100 J的动能，说明在踢球过程中运动员对足球做了 100 J的功，有100 J的体能（即体内 的化学能）转化成了动能；同时运动员在踢球的

11、过程中，由于自身的剧烈运动， 也要消耗一部分体能.所以，运动员消耗的体能大于100 J.答案：B主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律12、【4分】参考答案与解析：解析：设物体抛出时的初动能为 国,物体所能达到的最大高度为H,根据重力做功与物体动能变化的关系，在物体上升阶 段，由-mgs=E-Ek0可得：E=&0-mgs (0sHI),在物体的动能一路程(E-s ) 图象中应是向下倾斜的直线段.同理，在物体下落阶段由 mg(s-H)=Ek,可得：Ek=mgs-mgH(Hs2HI), 在物体的动能一路程(Ek-s)图象中应是向上倾斜的直线段.答案：B主要考察知识点：重力势能、弹性势能

12、、机械能守恒定律13、【4分】 参考答案与解析：解析：由于斜面高度相同.将同一物体由 底端拉到顶端在重力方向上发生的位移就是斜面的高，也就是物体的初末位置的 高度相同.故重力做功相同，克服重力做的功也相同，因此 D正确.答案：D主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律14、【4分】参考答案与解析：解析：由重力做功与重力势能变化的关系知，A对；由于Ep=mgh高度相同时，质量不一定相同，重力势能也就不一定相 同，B错；铝块的密度小，体积大，重心高，重力势能大，C错；重力势能是否为零，决定于物体与零势面的位置关系.D错.答案：A主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律15、【4

13、分】参考答案与解析：解析：小球抛出过程中人对小球做的功等1 21 2 1 口-mve,-加用 -加/于刚抛出时小球的动能2，小球抛出后机械能守恒，有 mgh+2=2,所以W=-mgh,故应选C.答案：C主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律16、【4分】参考答案与解析：解析：汽车制动后受到摩擦阻力的作用，动能转化为内能；流星在空中坠落时受到空气阻力作用， 动能和势能转化为内能 和光能；降落伞在空中匀速下降，受到空气阻力作用，势能转化为内能；条形磁 铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生感应电流，机械能转化为电能，最终 又转化为内能.正确选项为C.答案：C主要考察知识点：重力势能、弹

14、性势能、机械能守恒定律17、【4分】参考答案与解析：解析：比较飞机内能以及所带燃料燃烧所产生的内能和本身动能的大小，是考虑问题的切入点 .在“9 11”事件中，飞机在水平撞击世贸大楼的过程中，高度不发生变 化，故使两幢世贸大楼遭受重创的巨大能量并非飞机的重力势能.再者，飞机的内能远小于其动能与所带燃料的燃烧产生的内能，故重创大楼的最主要的能量是 86 t燃油燃烧产生的内能，其次是飞机直接碰撞大楼时的动能 .因为一架飞机携 带35 t燃油，另一架携带51 t燃油，这些燃油燃烧后，化学能转化成内能，既 燃烧大楼，造成很高的温度，又使空气受热膨胀，毁坏建筑物.再就是飞机质量都超过100 t,这么大的

15、质量和速度，使飞机具有很大的动能，也必然造成大楼 的重创.答案：BD主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律18、【4分】参考答案与解析：解析：弹簧弹性势能的大小，除了跟劲度系数k有关外，跟它的形变量（拉伸或压缩的长度）有关 .如果弹簧原来处在压 缩状态，当它变长时，它的弹性势能应该先减小，在原长处它的弹性势能最小， 所以A、B、D均不对.答案：C主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律19、【4分】参考答案与解析：解析：在“蹦极”运动中，人由高空跌下到最低点的过程中，重力方向和位移方向均向下，重力对物体做正功，重力势能 减少，A、B选项正确.在人和橡皮纯相互作用的过程中，

16、 橡皮绳对人的拉力向上， 人的位移方向向下，绳的拉力对人做负功，橡皮绳的弹性势能也增加了，C、D选项正确.答案：ABCD主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律20、【4分】参考答案与解析：解析：此题分为两个过程，一是子弹射入木块A中，二是弹簧被压缩，这两个过程并非独立，而是同时发生的 .当子弹射入木块A中时，子弹受摩擦力的作用，与木块A发生相对运动, 摩擦生热，机械能有损失，转化为内能.当子弹相对A静止以后，木块A、B与弹簧组成的系统机械能守恒，内部 有动能与弹性势能的转化.答案：B主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律21、【4分】参考答案与解析：A主要考察知识点：重

17、力势能、弹性势能、机械能守恒定律22、【4分】参考答案与解析：AD主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律23、【4分】参考答案与解析：A主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律24、【4分】参考答案与解析：D主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律25、【4分】参考答案与解析：C主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律二、非选择题：本大题共25小题，共计202分。1、【8分】参考答案与解析：解析：物体运动过程中虽然机械能守恒，但机械能的值必须由零势面的具体位置规定以后才能确定 .物体只受重力作用，则机械能守恒，那么就有 Ei=E.物体的初始位置在h高处

18、，在此处物体既有动能也有重力势能，即1Ei=mgh+2 mV.物体的末位置在新高度处，此处物体的动能恰好是重力势能的2倍，则1 2 一打此时物体具有的机械能是：E=mgh+2 .动能是重力势能的2倍，可写成代数式：1 2 一马- =2mghh v2-+所以 h2= r1z .答案：此时的高度是一二.主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律2、【10分】参考答案与解析：(1)石子上升阶段，高度增加，速度减小，石子的动能向势能转化；石子下落阶段，高度降低，速度增大，石子的势能 向动能转化.若不考虑空气阻力，石子在空中运动的全过程中机械能的总量保持 不变.(2)小球下落过程中，在接触弹簧前

19、，高度降低，速度增大，小球的势能向动能转化；在接触弹簧到弹簧弹力与小球重力相等的过程中，高度降低，速度继续增大，弹簧被压缩，小球的势能向动能和弹簧的势能转化； 在小球继续下落的过 程中，小球高度降低，速度减小，弹簧进一步被压缩，小球的势能和动能向弹簧 的势能转化.若不考虑空气阻力，小球与弹簧的机械能总量保持不变 .主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律3、【8分】参考答案与解析：解析：人上升的高度：h=Lsin30 0 =75 m；重力做功：V=-mgh=-3.75 X 104 J；克服重力所做的功： 好mgh=3.75X 104 J.重 力势能的增加量等于克服重力做功的大小.答案

20、：-3.75 X 104 J3.75 X 104 J3.75 X 104 J主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律4、【8分】参考答案与解析：列车进站时，利用上坡使部分动能转化为重力势能加以储存，减少了因刹车而损耗的机械能；列车出站时，利用下坡把储 存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用，从而提高了能量的利用率.主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律5、【8分】参考答案与解析：解析：因不计其他能量损失，则每1 000 kg水经过发电机的过程中损失了 E0-E的机械能.根据功能关系，必对发电机做了 E-E的功，一昼夜所做的总功为：W= M P Qt0发电量为：总=M q

21、p Qb.答案：-p Qt0瓦-M r p Qt0主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律6、【3分】参考答案与解析：势能主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律7、【4分】参考答案与解析：解析：高度减小，重力势能减少，同时速度增大，动能增大.答案：重力势能动能主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律8、【4分】参考答案与解析：解析：根据势能的定义：物体间由于存在着相互作用和物体的相对位置而决定的能叫势能.拉伸或压缩弹簧时，伴有相互 作用，也有位置的改变(有做功过程)，因此一定具有势能，也就是具有能量.答案：有能量，是势能.主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械

22、能守恒定律9、【10分】参考答案与解析：解：重力对小球a做正功：W=2mgL重力对小球b做的负功：V2=-mgL故重力对小球a和b做的总功： W=WV2=2mgL+ (-mgL) =mgL故系统的重力势能减少，减少了 mgL.答案：系统的重力势能减少，减少了 mgL主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律10、【8分】参考答案与解析：解析：(1)比较弹簧的弹力和重力的异同应从力产生的原因、力的大小的决定因素入手.例如，对于一个确定的物体， 它的重力大小是由物体到地心的距离决定的，也就是说物体的重力大小的决定因 素是地球和物体的相对位置.弹簧弹力的大小，在弹簧确定之后，也是仅由它各 部

23、分之间的相对位置决定，各部分之间的相对位置变化时弹力也随之变化.由“相 对位置”决定力的大小是弹簧弹力与重力的共性 .(2)比较弹簧的弹力做的功与重力做的功的异同，应从力的不同和相同之处入 手，研究这两种力做功的特点和功的数值.例如，重力做的功与路径无关，由初、 末位置的高度差决定，弹簧弹力的功也与路径无关，只与弹簧初、末状态的长度 有关.(3)比较弹性势能与重力势能的异同，从势能的大小表达形式入手思考，从功 能关系入手思考.例如重力做正功，重力势能减少，弹簧的弹力做正功，弹性势能也减少.主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律11、【4分】参考答案与解析：解析：所术的过程中，高度降

24、低，重力势能减小，弹簧形变量增大，弹性势能增大.答案：减小增大.主要考察知识点： 重力势能、弹性势能、机械能守恒定律12、【8分】参考答案与解析：解：物体自由落下的过程，机械能守恒，E=Eb=EC.设 AB=BC=h 贝有 &A+mgh=E-mgh,彳m mgh=1QJ,所以 E=&A+mgh=30U , 物体的势能为8 J时的机械能E=E=30 J=Ep+&,得该处动能R=22 J.答案：22 J主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律13、【12分】参考答案与解析：解析：对过山车来说，从最高处向最低处运动时，高度在减小，势能在减少，同时其速度在增大，动能在增加；对下落的果实来讲，

25、其能量转化情况与过山车的情景相似 ；对斜抛物体来说，斜向上运 动阶段，高度增大，速度减小，动能转化为势能；斜向下运动阶段，高度减小， 速度增大，势能又转化为动能.主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律14、【6分】参考答案与解析：解析：“落木萧萧下”，是指落木的位置由高到低的变化过程，因而势能由大变小，转化为自己的动能；“滚滚来”的长江水是运动的，因而含有大量动能.答案：势动动主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律15、【15分】参考答案与解析：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

26、系求解.由题意可知，起重机的加速度4 ,物体上升高度h,根据牛顿第二定律得：mg-F=ma 3F=mg-ma=mg-m = mg方向竖直向上一网威所以拉力做功 W=Fhcos0 = -重力做功 W=mghcos180 =-mgh,即物体克服重力做功为 mgh.又因为 W=Epi-E p2=-mghW 0 Epi&2即物体的重力势能增加了 mgh.主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律16、【12分】参考答案与解析：解析：外力对弹簧做的功等于弹簧弹性势能的增加，由此完成弹性势能增加量的求解，而后依据胡克定律求解劲度系数(1)木块下移0.1 m过程中，力F和重力做的功全部用于增加弹簧的

27、弹性势能， 故弹性势能的增加量为A b=W+mgh=(2.5+2.0 X 10X0.1 ) J=4.5 J.(2)由平衡条件得，木块再次处于平衡时 F=khF工所以劲度系数 k= ： = ： . J N/m=500 N/m.主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律17、【10分】参考答案与解析：解析：小球从开始到弹簧恢复原长的过程中，B球由于受到向右的弹力作用，小球的速度在增大，但受到向右的弹力在 减小，所以加速度减小，弹簧的弹性势能减少.B球从原长继续向右运动的过程 中，由于受到向左的拉力，小球的速度在减小，但受到向左的拉力在增大，所以 加速度增大，弹簧的弹性势能在增加.主要考察知

28、识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律18、【8分】参考答案与解析：解析：弹性势能的公式不要求掌握，但是弹性势能可以通过机械能守恒间接求解.本题中，只有弹簧的弹力做功，机械能 守恒，由此切入即可求解.物体和弹簧构成的系统机械能守恒，当弹簧的弹性势能最大时，物体的动能为零, 由机械能守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为22Epm= 2 mv2= 2 x 4 x 52 J=50 J当物体的速度为v=3 m/s时，弹簧的弹性势能为Ep,由机械能守恒定律得1 2Ep+ 2 mG= 2 mv21 1 1Ep= 2 mvo2- 2 mV=50 J- 2 x 4 x 32 J=32 J.主要考察知识点：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律19、【8分】参考答案与解析：解析：这种认识是错误的.物体匀速下滑时，要受