2021届高三物理一轮复习力学功和能重力势能和弹性势能专题练习

2021届高三物理一轮复习力学功和能重力势能和弹性势能专题练习一、填空题1．如图所示，一根弹簧一固定在墙上，另一端与物体接触但不连接，物体与地面间的动摩擦因素为μ，物体的质量为m．现用力推物体m使之压缩弹簧，放手后物体在弹力作用下沿地面运动距离x而停止（物体已与弹簧分离），弹簧被压缩后具有的弹性势能为________。2．质量不计的弹簧一端固定在地面上，弹簧竖直放置，将一个小球从距弹簧自由端高度分别为h1、h2的地方先后由静止释放，h1>h2 ，小球落到弹簧后一直向下运动压缩弹簧，从开始释放小球到获得最大速度的过程中，小球重力势能的变化量ΔEp1与ΔEp2的关系是_______,弹簧弹性势能的增加量ΔEp1与ΔEp2，的关系是________。3．弹簧弹力做正功，弹性势能________；弹簧弹力做负功，弹性势能________．4．弹性势能具有相对性，一般指相对于弹簧原长时的弹性势能，即规定弹簧处于原长时的弹性势能为______．5．如图所示是弹簧门的一角，依靠弹簧形变后储存的弹性势能自动将打开的门关闭，当弹簧门打开时，弹簧的弹力对外做______功，弹性势能______；当弹簧门关闭时，弹簧的弹力对外做______功，弹性势能______。6．粗细均匀，长为5m，质量为60kg的电线杆横放在水平地面上，如果要把它竖直立起，至少要做_____J的功（ ）．7．某同学用图1示实验装置来研究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系，弹簧一端固定，另一端与一带有窄片的物块接触，让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去，沿光滑水平板滑行，途中安装一光电门．设重力加速度为g。（1）如图2示，用游标卡尺测得窄片的宽度L为_____。（2）记下窄片通过光电门的时间△t=10ms，则_____。（3）若物块质量为m，弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为____（用m，L，△t表示）。8．劲度系数分别为kA＝2000N/m和kB＝3000N/m的弹簧A和B连接在一起，拉长后将两端固定，如右图所示，弹性势能EpA、EpB的关系为_________．9．探究弹性势能的表达式的依据是弹簧增加的弹性势能等于______________．10．如图所示，处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触，另一端与置于光滑地面上的物体接触，现在物体上施加一水平推力F，使物体缓慢压缩弹簧，当推力F做功100 J时，弹簧的弹力做功________J，以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零，则弹簧的弹性势能为________J．11．质量为m的小球，从离桌面H高处由静止自由下落，桌面离地面高度为h，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球此时的重力势能为_________；落地时的重力势能为_________。若以地面为参考平面，那么小球落地时重力势能为_________。12．质量是的铜球，从离地面高处自由下落，其重力势能变为__________（取地面为参考平面）。13．一个质量为1kg的物体，位于离地面高1.5m处，比天花板低2.5m.以地面为零势能位置时，物体的重力势能等于_____J；以天花板为零势能位置时，物体的重力势能等于_____J(g取10m／s2).14．相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做______________.15．用如图8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．不变二、解答题16．如图a所示，轨道OA可绕轴O在竖直平面内转动，轨道长L＝2m，摩擦很小可忽略不计．利用此装置实验探究物块在力F作用下加速度与轨道倾角的关系．某次实验，测得力F的大小为0.6N，方向始终平行于轨道向上，已知物块的质量m＝0.1kg．实验得到如图b所示物块加速度与轨道倾角的关系图线，图中a0为图线与纵轴交点，θ1为图线与横轴交点．（重力加速度g取10m/s2）问：（1）a0为多大？（2）倾角θ1为多大？此时物块处于怎样的运动状态？（3）当倾角θ为30，若物块在F作用下由O点从静止开始运动1.6s，则物块具有的最大重力势能为多少？（设O所在水平面的重力势能为零）17．一劲度系数k="800" N/m的轻质弹簧两端分别连接着质量均为12 kg的物体A、B，将它们竖直静止放在水平面上，如图所示．现将一竖直向上的变力F作用在A上，使A开始向上做匀加速运动，经0.40 s物体B刚要离开地面．g ="10" m/s2，试求：(1)物体B刚要离开地面时，A物体的速度vA；(2)此过程中物体A重力势能的改变量．18．在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；    猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关；         猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关．(1)为验证猜想一，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩______（相同/不同）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块被推动的距离，从而比较弹性势能的大小； (2)为验证猜想二，需选用长度和粗细相同、材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压______（相同/不同）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若____________ ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；(3)小明根据实验现象认为：小球和木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了，你认为小明的观点对吗，理由是_____________.
参考答案1．μmgx      2．ΔEp1>ΔEp2ΔEp1=ΔEp2        3．减少    增加         4．05．负；增加；正；减少；        6．1500            7．10.15mm    物块通过O点的速度为1.015m/s         8．         9．物体克服弹力所做的功10．－100 100     11．mgH    -mgh    0       12．500J       13．  15  -25  14．势能        15．    C    B      16．(1)6m/s2；(2) 370；物块可能沿斜面向上匀速运动；可能沿斜面向下匀速运动；静止； (3)0.768J       17．（1）1.5 m/s（2）36 J18．不同    相同    木块被推动的距离不相等    机械能转化为内能（或其他能）