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2019-2020年高中物理课时跟踪检测十三势能教科版必修1.多选下列关于物体的重力势能的说法中正确的是 A.物体重力势能的数值随选择的参考平面的不同而不同B.物体的重力势能实际上是物体和地球组成的系统所共有的C.重力对物体做正功,则物体的重力势能增加D.物体位于所选的参考平面以下时,物体的重力势能为负值解析选ABD 根据重力势能的相对性,A项正确;根据重力势能的系统性,B项正确;根据重力做功与重力势能变化的关系,C项错误;根据重力势能正、负的含义,D项正确2.如图1所示的几个运动过程中,物体弹性势能增加的是 图1A.如图甲,跳高运动员从压杆到杆伸直的过程中,杆的弹性势能B.如图乙,人拉长弹簧过程中弹簧的弹性势能C.如图丙,模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中,橡皮筋的弹性势能D.如图丁,小球被弹簧向上弹起的过程中,弹簧的弹性势能解析选B 形变量变大,弹性势能变大,形变量变小,弹性势能变小图甲中杆的形变先变大后变小,图丙和图丁中橡皮筋和弹簧的形变减小,形变量变大的只有图乙,故选项B正确
3.某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图2所示,则下列说法正确的是 图2A.从A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程中重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程中重力做的功C.从A到B重力做功mgH+hD.从A到B重力做功mgH解析选D 重力做功与物体的运动路径无关,只与初、末状态物体的高度差有关从A到B的高度差是H,故从A到B重力做功mgH,D正确4.关于弹簧的弹性势能,下列说法中正确的是 A.当弹簧变长时,它的弹性势能一定增加B.当弹簧变短时,它的弹性势能一定减少C.在拉伸长度相同时,劲度系数越大的弹簧,它的弹性势能越大D.弹簧拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能解析选C 如果弹簧原来处于压缩状态,那么当它恢复原长时,它的弹性势能减小,当它变短时,它的弹性势能增大,弹簧拉伸时的弹性势能可能大于、小于或等于压缩时的弹性势能,需根据形变量来判定,所以选项A、B、D错误当拉伸长度相同时,劲度系数越大的弹簧,需要克服弹力做的功越多,弹簧的弹性势能越大,选项C正确5.一棵树上有一个质量为
0.3kg的熟透了的苹果P,该苹果从树上A先落到地面C最后滚入沟底D已知AC、CD的高度差分别为
2.2m和3m,以地面C为零势能面,A、B、C、D、E面之间竖直距离如图3所示算出该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是 图3A.
15.6J和9J B.9J和-9JC.
15.6J和-9JD.
15.6J和-
15.6J解析选C 以地面C为零势能面,根据重力势能的计算公式得D处的重力势能Ep=mgh=
0.3×10×-3J=-9J,从A落下到D的过程中重力势能的减少量ΔEp=mgΔh=
0.3×10×
2.2+3J=
15.6J,故选C
6.如图4所示,质量相等的两木块中间连有一弹簧,开始时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刚要离开地面时,弹簧的弹性势能为Ep2,则关于Ep
1、Ep2大小关系及弹性势能变化ΔEp的说法中正确的是 图4A.Ep1=Ep2 B.Ep1<Ep2C.ΔEp>0D.ΔEp<0解析选A 开始时弹簧形变量为x1,有kx1=mg,则它离开地面时形变量为x2,有kx2=mg由于x1=x2,所以Ep1=Ep2,ΔEp=0,A对
7.如图5所示,在水平地面上平铺着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 图5A.nn-1mghB.nn-1mghC.nn+1mghD.nn+1mgh解析选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=nn-1mgh,B正确8.在光滑的水平面上,物体A以较大速度va向前运动,与以较小速度vb向同一方向运动的、连有轻质弹簧的物体B发生相互作用,如图6所示在相互作用的过程中,当系统的弹性势能最大时 图6A.vavbB.va=vbC.vavbD.无法确定解析选B 只要vavb,A、B就有相对运动,弹簧就会被压缩,弹力做负功,弹性势能增加,当va=vb时,A、B相距最近,弹簧的形变量最大,弹性势能最大,故选项B正确9.多选图7甲是玩家玩“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,图乙是玩家到达最低点时的情况,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,下列说法正确的是 图7A.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ABC 整个过程中,重力一直做正功,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A、B、C正确10.多选如图8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两处同时无初速释放,以C处为零势能参考面,则 图8A.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两处无初速释放时,重力势能相等解析选AD 不管选哪一点为零势能点,A点和B点相对零势能面的竖直高度均相等,所以重力势能相等两小球到达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三点在零势能参考面上,则两球在运动过程中的重力势能恒为负值;如果选C点在零势能参考面上,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,只取决于物体在初始和终末两点在竖直方向的高度,两球从开始运动到到达C点和D点时竖直高度不等,所以重力做功不相等
11.如图9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=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?图9解析从A点运动到C点,小球下落高度h=l,故重力做功WG=mgh=mgl,重力势能的变化量ΔEp=-WG=-mgl负号表示小球的重力势能减少了答案mgl mgl12.弹簧原长l0=15cm,受拉力作用后弹簧逐渐伸长,当弹簧伸长到l1=20cm时,作用在弹簧上的力为400N则1弹簧的劲度系数k为多少?2在该过程中弹力做了多少功?3弹簧的弹性势能变化了多少?解析1k==N/m=8000N/m2由于F=kl,作出Fl图像如图所示,求出图中阴影部分面积,即为弹力做功的绝对值,由于在伸长过程中弹力F方向与位移方向相反,故弹力F在此过程中做负功可得W=-l1-l0=-×
0.05J=-10J3ΔEp=-W=10J,即弹性势能增大10J答案18000N/m 2-10J 3增加了10J。