课时跟踪检测（四） 势能及其改变

PAGE第3页共5页课时跟踪检测（四）势能及其改变A组—重基础·体现综合1.如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则()A．沿轨道1滑下重力做的功多B．沿轨道2滑下重力做的功多C．沿轨道3滑下重力做的功多D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多解析：选D重力做功与路径无关，取决于初、末位置高度差h，WG＝mgh，m、h相同，WG相同，故选项D正确。2．物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则()A．重力做功为50JB．物体的重力势能减少了50JC．物体的动能一定减少了50JD．重力做了50J的负功解析：选D克服重力做功50J，即重力做了50J的负功，A错误，D正确；由重力做功与重力势能改变的关系知，物体的重力势能增加了50J，B错误；增加的重力势能并不一定全部由动能转化而来，C错误。3．[多选]关于重力势能，下列说法中正确的是()A．重力势能的大小与所选的零势能参考平面有关B．在同一个零势能参考平面，重力势能－5J小于－10JC．重力做正功，重力势能增加D．物体的重力势能是物体和地球所共有的解析：选AD重力势能有相对性，其大小与所选的零势能参考平面有关，选项A正确；在同一个零势能参考平面，重力势能－5J大于－10J，选项B错误；重力做正功，重力势能减少，选项C错误；重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的，离开地球物体将不再具有重力势能，故D正确。4.早期的弹弓，一般用“Y”形的树枝制作，如图所示。在树枝的两头分别系上两根相同的皮筋，两皮筋之间用一包裹弹丸的皮块连接。将弹丸包裹在皮块间，水平向后拉动皮块到某一位置后释放，弹丸被水平射出。下列说法正确的是()A．橡皮筋被拉伸的过程中，橡皮筋的弹力做负功B．橡皮筋被拉伸的过程中，橡皮筋的弹力做正功C．弹丸被射出的过程中，橡皮筋的弹性势能不变D．弹丸被射出的过程中，皮块对弹丸做负功解析：选A橡皮筋被拉伸的过程中，橡皮筋的弹力与橡皮筋的位移方向相反，则橡皮筋的弹力做负功，故A正确，B错误；弹丸被射出的过程中，橡皮筋的形变量减小，则弹性势能减少，故C错误；弹丸被射出的过程中，皮块对弹丸的力与弹丸的位移方向相同，则皮块对弹丸做正功，故D错误。5．物体从某高度处做自由落体运动，以地面为零势能参考平面，下列所示图像中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是()解析：选B设物体开始下落时的重力势能为Ep0，物体下落高度h过程中重力势能减少量ΔEp＝mgh，故物体下落高度h时的重力势能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep­h图像为倾斜直线，B正确。6．如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是()A．重力势能减少，弹性势能增加B．重力势能增加，弹性势能减少C．重力势能减少，弹性势能减少D．重力势能不变，弹性势能增加解析：选A弹簧向下压缩的过程中，弹簧压缩量增大，弹性势能增加；重力做正功，重力势能减少，故A正确。7.如图是玩家玩“蹦极”游戏的真实照片，玩家将一根长为AB的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在高处，然后从高处跳下，其中AB为弹性绳子的原长，C点是弹力等于重力的位置，D点是玩家所到达的最低点，对于玩家离开跳台至最低点的过程中，下列说法不正确的是()A．重力对人一直做正功B．人的重力势能一直减小C．玩家通过B点之后，绳子具有弹性势能D．从A到D，弹性绳子的弹性势能一直增加解析：选D整个过程中，重力对人一直做正功，重力势能一直减小；人从高空落下到弹性绳子达到原长的过程中，弹性绳子不做功，此后弹性绳子一直做负功，弹性势能一直增加，故D错误。8.如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处，A、B两点水平距离为16m，竖直距离为2m，A、B间绳长为20m。质量为10kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态，g取10m/s2)()A．－1.2×103J B．－7.5×102JC．－6.0×102J D．－2.0×102J解析：选B重力势能最小的点为最低点，此时，两侧绳子与水平方向夹角相同，记为θ，如图所示，并设右边绳长为am，则左边绳长为(20－a)m，由几何关系，有acosθ＋(20－a)cosθ＝16m，asinθ－(20－a)sinθ＝2m，联立解得a＝eq\f(35,3)m，所以最低点距离参考面高度差为asinθ＝7m。猴子重心比绳最低点大约低0.5m，故猴子重力势能最小值约为Ep＝－mgh＝－750J，B正确。B组—重应用·体现创新9．[多选]关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是()A．重力对物体做正功，物体的重力势能可能增加B．将质量相同的物体由同一位置沿不同方向抛出并下落至同一水平面，物体所减少的重力势能相等C．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力所做的功等于物体克服重力所做的功与物体增加的重力势能之和D．物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量解析：选BD重力对物体做正功，物体的重力势能减少，故A错误；将质量相同的物体由同一位置沿不同方向抛出并下落至同一水平面，初末位置的高度差相同，物体所减少的重力势能相等，故B正确；根据动能定理，用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力所做的功等于物体克服重力所做的功，故C错误；物体克服重力做功就是重力做负功。假设上升高度为H，则物体克服重力做的功为mgH，重力势能增加也为mgH，所以物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量，故D正确。10.一根弹簧的弹力与其伸长量(位移)图像F­x如图所示，当弹簧的伸长量由3.0cm变到6.0cm的过程中()A．弹力所做的功是0.45J，弹性势能减少了0.45JB．弹力所做的功是0.6J，弹性势能减少了0.6JC．弹力所做的功是－0.45J，弹性势能增加了0.45JD．弹力所做的功是－45J，弹性势能增加了45J解析：选C当弹簧的伸长量由3.0cm变到6.0cm的过程中，弹簧的弹力做负功，根据平均值法可得弹簧的弹力做功为W＝－eq\x\to(F)Δx＝－eq\f(10＋20,2)×0.03J＝－0.45J，所以弹簧的弹性势能增加了0.45J，故选项C正确，A、B、D错误。11.如图所示，总长为2m的光滑匀质铁链，质量为10kg，跨过一光滑的轻质定滑轮。开始时铁链的两底端相齐，当略有扰动时某一端开始下落，求：从铁链刚开始下落到铁链刚脱离滑轮这一过程中，重力对铁链做了多少功？重力势能如何变化？(g取10m/s2)解析：如图所示，开始时链条重心在A处，离开滑轮时重心位置在B处，即重心下降了h′＝0.5m。所以重力做功WG＝mgh′＝10×10×0.5J＝50J。重力势能减少50J。答案：50J减少50J12.如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知OD＝eq\f(2,3)l，则小球由A点运动到C点的过程中，重力势能减少了多少？重力做功为多少？解析：从A点运动到C点，小球下落h＝eq\f(1,3)l故重力做功WG＝mgh＝eq\f(1,3)mgl重力势能的变化量ΔEp＝－WG＝－eq\f(1,3)mgl负号表示小球的重力势能减少了。答案：eq\f(1,3)mgleq\f(1,3)mgl13.金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它的主体建筑地上88层，地下3层，高420.5m，如图所示。距地面340.1m的第88层是一个能够容纳1000人左右的观光厅，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底。现有一质量为60kg、身处第88层的游客，则：(游客可视为质点，取g＝10m/s2)(1)以地面为零势能参考平面，该游客的重力势能是多少？(2)以第88层为零势能参考平面，该游客的重力势能是多少？(3)以420.5m的楼顶为零势能参考平面，若他乘电梯从地面上升到88层，需克服重力做多少功？解析：(1)以地面为零势能参考平面，游客在第88层时，相