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    粤教版高中物理必修第二册第4章机械能及其守恒定律第4节势能基础巩固练含答案
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    高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第四节 势能课时作业

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    这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第四节 势能课时作业,共6页。试卷主要包含了关于重力势能,下列说法正确的是,关于弹性势能,下列说法正确的是等内容,欢迎下载使用。

    势能

    (建议用时:25分钟)

    考点一 重力的功和重力势能

    1.关于重力势能,下列说法正确的是(  )

    A.重力势能是地球和物体共同具有的,而不是物体单独具有的

    B.处在同一高度的物体,具有的重力势能相同

    C.重力势能是标量,不可能有正、负值

    D.浮在海面上的小船的重力势能一定为零

    A [重力势能具有系统性,重力势能是物体与地球共有的,故A正确;重力势能等于mgh,其中h是相对于参考平面的高度,参考平面不同,h不同,另外质量也不一定相同,故处在同一高度的物体,其重力势能不一定相同,选项B错误;重力势能是标量,但有正负,负号表示物体在零势能参考平面的下方,故C错误;零势能面的选取是任意的,并不一定选择海平面为零势能面,故浮在海面上的小船的重力势能不一定为零,选项D错误。]

    2.一根粗细均匀的长直铁棒重600 N,平放在水平地面上。现将一端从地面抬高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 J

    B.铁棒的重力势能增加了150 J

    C.铁棒的重力势能增加量为0

    D.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

    B [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,与参考平面选取无关,即ΔEp=mgh=600×0.25 J=150 J,故B正确。]

    3.(多选)物体在某一运动过程中,重力对它做了40 J的负功,下列说法中正确的是(  )

    A.物体的高度一定升高了

    B.物体的重力势能一定减少了40 J

    C.物体重力势能的改变量不一定等于40 J

    D.物体克服重力做了40 J的功

    AD [重力做负功,物体位移的方向与重力方向之间的夹角一定大于90°,所以物体的高度一定升高了,A正确;由于WG=-ΔEp,故ΔEp=-WG=40 J,所以物体的重力势能增加了40 J,B、C错误;重力做负功又可以说成是物体克服重力做功,D正确。]

    4.如图所示,甲、乙是两个质量不同的物体m<m,若取桌面为参考平面,甲在桌面上,乙在地面上。甲、乙的重力势能分别为Ep1、Ep2,则有(  )

    A.Ep1>Ep2     B.Ep1<Ep2

    C.Ep1=Ep2 D.无法判断

    A [以桌面为零势能面,物体甲相对于零势能面的高度为0,则甲的重力势能为Ep1=0;物体乙在零势能面的下方,重力势能比零小,为负值,即Ep2<0,所以有:Ep1>Ep2。故A正确,B、C、D错误。]

    5.如图所示,ACP和BDP是竖直平面内两个半径不同的半圆形光滑轨道,A、P、B三点位于同一水平面上,C和D分别为两轨道的最低点,将两个质量相同的小球分别从A和B两处同时无初速度释放,则(  )

    A.沿BDP光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值

    B.两小球到达C点和D点时,重力做功相等

    C.两小球到达C点和D点时,重力势能相等

    D.两小球刚开始从A和B两处无初速度释放时,重力势能相等

    D [不管选哪一点所在平面为参考平面,A点和B点相对参考平面的竖直高度均相等,所以两小球重力势能相等。两小球到C点和D点时,重力势能不相等。重力势能Ep=mgh,具有相对性,如果选A、P、B三点所在平面为参考平面,则两球在运动过程中的重力势能恒为负值;如果选C点所在平面为参考平面,则两球在运动过程中的重力势能恒为正值。另外,重力做功跟路径无关,只取决于物体始、末两点在竖直方向的高度差,两球从开始运动到到达C点和D点时竖直高度差不等,所以,重力做功不相等。故选项D正确。]

    考点二 弹力的功和弹性势能

    6.(多选)关于弹性势能,下列说法正确的是(  )

    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.弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关

    AB [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,选项AB正确。物体发生了形变,若是非弹性形变,无弹力作用,物体就不具有弹性势能,选项C错误。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,选项D错误。]

    7.如图所示为弹弓的图片,将弹丸放在图中的皮兜中,一手握住把手,另一只手握紧皮兜,用力将橡皮筋拉长,放手后弹丸将被射出。用力将橡皮筋拉伸的过程中,下列说法正确的是(  )

    A.弹性势能主要储存在把手上

    B.弹性势能主要储存在皮兜上

    C.弹性势能主要储存在橡皮筋上

    D.弹性势能主要储存在手上

    C [用力拉橡皮筋时,橡皮筋发生了明显的弹性形变,弹性势能主要储存在橡皮筋上,C正确。]

    8.如图所示,轻弹簧下端系一重物,O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置),今用手向下拉重物,第一次把它直接拉到A点,弹力做功为W1,第二次把它拉到B点后再让其回到A点,弹力做功为W2,则这两次弹力做功的关系为(  )

    A.W1<W2   B.W1=2W2

    C.W2=2W1 D.W1=W2

    D [弹力做功与路径无关,只与初、末位置有关,两次初、末位置相同,故W1=W2,D正确。]

    9.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的作用下物体处于静止状态,当撤去力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(  )

    A.弹簧的弹性势能逐渐减小

    B.弹簧的弹性势能逐渐增大

    C.弹簧的弹性势能先增大后减小

    D.弹簧的弹性势能先减小后增大

    D [由于在力F的作用下物体处于静止状态,此时弹簧处于压缩状态,撤去F后,物体在向右运动的过程中,弹簧的弹力对物体先做正功后做负功,所以弹簧的弹性势能先减小后增大。]

    (建议用时:15分钟)

    10.如图所示,质量为m的物体静止在地面上,物体上面连着一个轻弹簧,用手拉住弹簧上端上移H,物体将缓缓提高h,拉力F做功WF,不计弹簧的质量,则下列说法正确的是(  )

    A.重力做功-mgh,重力势能减少mgh

    B.弹力做功-WF,弹性势能增加WF

    C.重力势能增加mgh,弹性势能增加FH

    D.重力势能增加mgh,弹性势能增加WF-mgh

    D [可将整个过程分为两个阶段,一是弹簧伸长到物体刚要离开地面阶段,拉力克服弹力做功WF1=-W,等于弹性势能的增加;二是弹簧长度不变,物体上升h阶段,拉力克服重力做功WF2=-WG=mgh,等于重力势能的增加。又WF1+WF2=WF,故弹性势能增加WF-mgh。]

    11.如图所示,在水平面上平铺着n块砖,每块砖的质量为m,厚度为h,如果人工将砖一块一块地叠放起来,那么人至少做功(  )

    A.n(n-1)mgh

    B.n(n-1)mgh

    C.n(n+1)mgh

    D.n(n+1)mgh

    B [取n块砖的整体为研究对象,叠放起来后整体的重心距地面nh,原来的重心距地面h,故有W=ΔEp=nmg×nh-nmg×h=n(n-1)mgh,B项正确。]

    12.物体从某高度处做自由落体运动,以地面为重力势能零点,下列所示图像中,能正确描述物体的重力势能与下落高度关系的是(  )

    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。]

    13.吊车以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h,(不计空气阻力)求:

    (1)吊车钢索的拉力对物体做的功为多少?

    (2)重力做的功为多少?

    (3)物体的重力势能变化了多少?

    [解析] (1)设吊车钢索的拉力为F,对物体由牛顿第二定律可得

    mg-F=m·g

    化简可得拉力F=mg

    所以吊车钢索的拉力对物体做的功W=Fh=mgh。

    (2)由于物体向上运动,所以重力做负功:W=-mgh。

    (3)由功能关系可知,重力做了多少负功,重力势能就增加多少,所以物体的重力势能增加了mgh。

    [答案] (1)mgh (2)-mgh (3)增加了mgh

     

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