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1、1第第 2 2 节节 势能的改变势能的改变【二维选题表】物理 观念科学思维科学 探究科学态度与责任重力势能的理解1(易)重力做功的特点2(易)重力做功与重力势能变化关系3(易),4(易), 5(中),10(中)5(中)弹性势能的理解6(中),7(中),9(中)8(中)9(中)基础训练 1.(多选)关于重力势能的几种理解,正确的是( CD ) A.重力势能等于零的物体,一定不会对别的物体做功 B.放在地面上的物体,它的重力势能一定等于零 C.在不同高度将某一物体抛出,落地时重力势能相等 D.相对不同的参考平面,物体具有不同数值的重力势能,但并不影响研究有关重力势能的问 题 解析:选择某一物体所在
2、平面为参考面,则该物体重力势能为零,但当高度下降时,重力势能 减少,对外做功.故 A,B 错,C,D 正确. 2.如图所示,质量为 m 的小球从高为 h 处的斜面上的 A 点滚下,经过水平面 BC 后再滚上另一斜面,当它到达 的 D 点时速度为 0,在这个过程中,重力做的功为( B )A. B. C.mgh D.0解析:根据重力做功与路径无关,由 W=mg(h1-h2)= mgh,故选 B. 3.航天飞机围绕地球运动一段时间后要返回地面,在返回过程中下列说法正确的是( D ) A.重力不做功,重力势能不变 B.重力做正功,重力势能变大 C.重力不做功,但重力势能变小 D.重力做正功,重力势能变
3、小 解析:由功的公式可知重力做正功,由重力做功与重力势能的变化关系可知重力势能减小,D 正确. 4.一只 100 g 的球从 1.8 m 的高处落到一个水平板上又弹回到 1.25 m 的高度,则整个过程 中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g=10 m/s2)( C ) A.重力做功为 1.8 J B.重力做了 0.55 J 的负功2C.球的重力势能一定减少 0.55 J D.球的重力势能一定增加 1.25 J 解析:整个过程重力对球做正功,其大小为 W=mgh=mg(h1-h2)=0.55 J,选项 A,B 错误;重力 做正功,重力势能减少,且重力做多少正功,重力势能就减少多少,因此球
4、的重力势能减少了 0.55 J,选项 C 正确,D 错误. 5. 一质量分布均匀矩形板边长分别为 a 和 2a,重为 G,如图所示,在将它竖直立起来的过程 中,推力做的功至少为( B )A. Ga B.(- )GaC.Ga D. Ga解析:矩形对角线的长度为 L=a,要将矩形板竖立起来,其重心升高的最大高度为 h=- ,所以推力做的功至少等于矩形增加的重力势能,即 W=Gh=(- )Ga,故选项B 正确,A,C,D 错误. 6. 如图所示,质量相等的两木块中间连有一弹簧,开始时木块 A 静止在弹簧上面.今用力 F 缓慢向上提 A,直到 B 恰好离开地面.设开始时弹簧的弹性势能为 Ep1,B 刚
5、要离开地面时,弹 簧的弹性势能为 Ep2,则关于 Ep1,Ep2大小关系及弹性势能变化 Ep说法中正确的是( A )A.Ep1=Ep2B.Ep1Ep2 C.Ep0D.Ep0 解析:设开始时弹簧形变量为 x1,木块的质量为 m,有 kx1=mg.设 B 恰好离开地面时弹簧形变 量为 x2,有 kx2=mg,故 x1=x2,所以 Ep1=Ep2,Ep=0,选项 A 正确. 7. 如图所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力 F 作用下物体处于静止状态,当撤去 F 后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中下列说 法正确的是( C )A.弹簧对物体做正功,弹簧的弹
6、性势能逐渐减少 B.弹簧对物体做负功,弹簧的弹性势能逐渐增加 C.弹簧先对物体做正功,后对物体做负功,弹簧的弹性势能先减少再增加 D.弹簧先对物体做负功,后对物体做正功,弹簧的弹性势能先增加再减少 解析:弹簧由压缩到原长再到伸长,刚开始时弹力方向与物体运动方向同向做正功,弹性势能 减小.越过原长位置后弹力方向与物体运动方向相反,弹力做负功,故弹性势能增加,所以只 有选项 C 正确,A,B,D 错误.38.(2016四川卷,8)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能.将弹簧放置在水平气垫导轨上,左 端固定,右端在 O 点;在 O 点右侧的 B,C 位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个 光
7、电门相连.先用米尺测得 B,C 两点间距离 s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置 A, 静止释放,计时器显示遮光片从 B 到 C 所用的时间 t,用米尺测量 A,O 之间的距离 x.(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是 . (2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量 . A.弹簧原长 B.当地重力加速度 C.滑块(含遮光片)的质量 (3)增大 A,O 之间的距离 x,计时器显示时间 t 将 . A.增大B.减小C.不变解析:(1)滑块从 B 到 C 所用时间为 t,B,C 两点间距离为 s,则 v= .(2)由于滑块(含遮光片)弹出后速度为 ,其动能则为弹簧的弹性势能,因此还需测量滑块(
8、含 遮光片)的质量. (3)增大 A,O 之间距离 x,滑块经 B,C 间速度变大,计时器显示时间 t 减小.答案:(1)v= (2)C (3)B 素养提升 9.(多选)跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型:运动员从高处落到处于自然状态 的跳板上,随跳板一同向下做变速运动到达最低点.对于运动员从开始与跳板接触到运动至 最低点的过程,下列说法中正确的是( CD ) A.运动员到达最低点时,其所受外力的合力为零 B.在这个过程中,运动员的动能一直在减小 C.在这个过程中,跳板的弹性势能一直在增加 D.在这个过程中,运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功 解析:运动员到达最低点时,
9、其所受合外力方向向上,合力一定大于零,选项 A 错误;从开始与 跳板接触到运动至最低点的过程,运动员的动能先增大后减小,跳板的弹性势能一直在增加, 选项 B 错误,C 正确;从开始与跳板接触到运动至最低点的过程,由动能定理可知运动员所受 重力对他做的功与跳板的作用力对他做的功之和等于动能的变化,即运动员所受重力对他做 的功小于跳板的作用力对他做的功,选项 D 正确. 10.一圆柱形杯子盛满水,放置在水平地面上,杯子高 0.2 m,水质量为 3 kg,若将一圆柱形高 同样为 0.2 m 的物体按入水中,将有一半水从杯子溢出,求水溢出过程中,重力对水做了多少 功?(g=10 m/s2) 解析:若以水平地面为零势能面,开始杯中水的重力势能Ep1=mgh=310 J=3 J4溢出后水的重力势能Ep2=gh= 10 J=1.5 J 根据 WG=-Ep, 可得 WG=1.5 J. 答案:1.5 J