1、3.势能课后作业提升一、选择题1.关于重力势能,下列说法正确的是( )A.重力势能的大小只由物体本身决定B.重力势能恒大于零C.在地面上的物体,它具有的重力势能一定等于零D.重力势能是物体和地球所共有的答案:D2.沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端,下列说法正确的是( )A.沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动,物体克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动,物体克服重力做功多D.不管沿怎样的斜面运动,物体克服重力做功相同,物体增加的重力势能也相同解析:由重力做功的特点知,不管沿怎样的斜面运动,只要高度相同,物体克
2、服重力做功都相同,而且克服重力做多少功,物体的重力势能就增加多少,故 D 正确.答案:D3.升降机中有一质量为 m 的物体,当升降机以加速度 a 匀加速上升 h 高度时,物体增加的重力势能为( )A.mgh B.mgh+mahC.mah D.mgh-mah答案:A4.如图所示,静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上,轨道高度为 h,桌面距地面高为 H,小球的质量为 m,则以下说法正确的是( )A.小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程,重力做功最少B.小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程,重力做功最多C.以桌面为参考面,小球的重力势能的减少量为 mghD.以地面为参考面,小球的重力势能的减少量为
3、 mg(H+h)答案:C5.物块 A 的质量为 m,置于光滑水平地面上,其上表面固定一根轻弹簧,弹簧原长为 L0,劲度系数为k,如图所示.现将弹簧上端 B 缓慢地竖直向上提起一段距离 L,使物块 A 离开地面,若以地面为势能零点,则这时物块 A 具有的重力势能为( )A.mg(L+L0) B.mg(L+L0+ )C.mg(L-L0+ ) D.mg(L- ) 解析:缓慢提起,则弹簧的弹力 F=mg=kx,x= .物块 A 升高的高度 L=L-x=L- ,所以 A 具有的重 力势能 EpA=mgL=mg(L- ),故 D 对.答案:D6.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0 时刻,
4、将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放.小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力 F 随时间 t 变化的图像如图乙所示,则( )A.t1 时刻小球动能最大B.t2 时刻小球动能最大C.t2t3 这段时间内,小球的动能先增加后减少D.t2t3 这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能解析:小球在接触弹簧之前做自由落体运动.碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动,当加速度为 0 即重力等于弹簧弹力时速度达到最大值,而后往下做加速度不断增大的减速运动,与弹簧接触的整个下降过程,小球的动能
5、和重力势能转化为弹簧的弹性势能.上升过程恰好与下降过程互逆.由乙图可知 t1 时刻开始接触弹簧;t 2 时刻弹力最大,小球处在最低点,动能最小;t 3 时刻小球往上运动恰好要离开弹簧;t 2t3 这段时间内,小球先加速后减速 ,动能先增加后减少,弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能.答案:C二、非选择题7.如图所示,以二楼的地面为参考平面,二楼房间里的物体 A 具有 重力势能,一楼房间里的物体 B 具有 重力势能,二楼地面上物体的重力势能为 .(均选填“正的”“负的”或“0” )答案:正的 负的 08.起重机以的加速度将质量为 m 的物体匀加速地沿竖直方向提升高度 h,则起重机钢索的拉力对
6、物体做的功为多少?物体的重力势能改变多少?(不计空气阻力)解析:由牛顿第二定律F-mg=ma 得 F= mg54起重机钢索的拉力对物体做的功W1=Fh= mgh54重力做的功 W2=-mgh所以物体的重力势能增加 mgh.答案: mgh 增加 mgh9.有一上端挂在墙上的长画,从画的上端到下端画轴长 1.8m,下端画轴重 1 N,画重 0.8 N(画面处处均匀), 如图所示 .现将长画从下向上卷起来,长画的重力势能增加了多少?解析:取画轴所在平面为参考平面.比较长画在卷起之前和卷起之后重心高度变化的数值,从而求出重力势能变化的数值,即可确定长画重力势能的增加值.在卷起前:长画的重力势能 Ep11=m1gh1=0.72J,画轴的重力势能 Ep21=0;在卷起后:长画的重力势能 Ep12=m1gh2=1.44J,画轴的重力势能 Ep22=m2gh2=1.8 J.因此长画的重力势能的增加量:E p=Ep12+Ep22-Ep11-Ep21=2.52J,即长画的重力势能增加了 2.52 J.答案:2.52J
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