势能及其改变——2021-2022学年高一物理鲁科版（2019）必修第二册同步课时作业（word版含答案）

1.4势能及其改变—2021-2022学年高一物理鲁科版（2019）必修第二册同步课时作业
1.自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能( )
A.增大 B.变小 C.不变 D.不能确定
2.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
3.如图所示，在弹性限度内，将压缩量为x的弹簧缓慢拉伸至伸长量为x，关于这一过程中弹簧弹性势能的变化，下列说法正确的是( )
A.一直减小 B.一直增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小
4.奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示,下列说法不正确的是( )
A.助跑过程中,运动员的动能逐渐增大
B.起跳后上升过程中,杆的弹性势能先增大后减小
C.起跳后上升过程中,运动员的重力势能逐渐增大
D.在最高点杆的弹性势能最大
5.如图甲所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，如图乙所示，则软绳重力势能变化量的大小为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中( )
A.重力做正功，弹力不做功
B.重力做正功，弹力做负功，弹性势能增加
C.若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧，重力和弹力都做正功
D.若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧，重力做功不变，弹力不做功
7.如图所示，一质量为m、边长为a的正方体物块与地面间的动摩擦因数为。为使它水平移动距离a，可以用将它翻倒或向前缓慢平推两种方法，则下列说法正确的是( )
A.将它翻倒比平推前进做功少 B.将它翻倒比平推前进做功多
C.两种情况做功一样多 D.两种情况做功多少无法比较
8.一个小孩在蹦床上做游戏，他从高处落到蹦床上后又被弹起回到原高度，小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中，他运动的速度v随时间t变化的图像如图所示，图中只有段和段为直线。则根据该图像可知，蹦床的弹性势能增大的过程所对应的时间间隔为( )
A. B. C. D.
9.有两个大小相同的实心铁球和实心木球，旋转在同一水平桌面上。若选定地面为参考平面，比较这两个球的重力势能的大小，则( )
A.铁球的重力势能大 B.木球的重力势能大
C.两球的重力势能一样大 D.大小关系无法确定
10.如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块（不拴接），系统处于静止状态，现用一竖直向上的力作用在上，使其向上做匀加速直线运动，在弹簧恢复原长前，下列说法正确的是（ ）
A.拉力与弹簧的压缩量成正比 B.弹簧弹力逐渐变小
C.弹簧刚要恢复原长时，拉力为零 D.拉力做的功等于物块增加的机械能
11.自由下落的小球，从接触竖直放置的轻弹簧开始，到压缩弹簧有最大形变的过程中，以下说法中正确的是( )
A．小球的速度逐渐减小
B．小球、地球组成系统的重力势能逐渐减小
C．小球、弹簧组成系统的弹性势能先逐渐增大再逐渐减小
D．小球的加速度逐渐增大
12.在竖直面内将一半圆形光滑导轨固定在两点，导轨直径与竖直方向间的夹角为60°，在导轨上套一质量为m的光滑小圆环，一根光滑弹性轻质细绳穿过小圆环，其两端系于两点，当小圆环位于A点正下方C点时，弹性细绳刚好为原长。现将小圆环从C点无初速度释放，小圆环沿轨道向下运动，记某时刻小圆环所在位置和圆心O的连线与的夹角为θ，重力加速度大小为g。
（1）如图1所示，当时，求小圆环的速度的大小；
（2）如图2所示，若时小圆环的速度大小为，求此时弹性细绳的弹性势能。
答案以及解析
1.答案：A
解析：人缓慢推水袋，对水袋做正功，由功能关系可知，水的重力势能一定增加，选项A正确。
2.答案：AB
解析：任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能，而具有弹性势能的物体，也一定发生了弹性形变，故AB正确；物体若发生了非弹性形变，就不具有弹性势能，C错误；弹簧弹性势能的大小与弹簧的劲度系数和形变量大小均有关，D错误。
3.答案：C
解析：根据弹簧的弹性势能的表达式可知，弹簧的形变量越大，弹性势能越大，将压缩量为x的弹簧缓慢拉伸至伸长量为x的过程中，弹簧的形变量先减小后增大，所以弹性势能先减小后增大，故C正确.
4.答案：D
解析：A、助跑过程中运动员的速度越来越大，由动能表达式可得，运动员的动能越来越大，故A正确；
B、起跳后上升的过程中，杆的形变量先变大后变小，所以杄的弹性势能先增大后減小，故B正确；
C、在上升过程中，重力一直做负功，运动员的重力势能一直增大，故C正确；
D、在最高处杆的形变量为0，弹性势能为0，故D错误。
本题要求选择不正确的选项，故选：D。
5.答案：D
解析：将绳下端向上提起使绳对折，上部分不动，下部分的重心上升的高度为，下部分的重力为，故重力势能变化量的大小为，D正确。
6.答案：B
解析：重物由A点摆向最低点B的过程中，重力做正功，弹力做负功，弹性势能增加，A错误，B正确；若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧，重力做正功，弹力不做功，C错误；若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧，重力做功减小，弹力不做功，所以D错误。
7.答案：B
解析：使物块水平移动距离a，若将它翻倒一次，需要克服重力做功，使其重心位置由离地增加到，所以至少需要做功，而缓慢平推需要做功，B正确。
8.答案：C
解析：小孩从高处落下，在时间内小孩只受重力作用；在时间内加速度减小，说明小孩受到了弹力作用，蹦床受到压力，弹性势能增大；时刻，小孩的速度为零，蹦床受到的压力最大，弹性势能也最大；时刻后小孩反弹，蹦床的弹性势能减小，故选项C正确。
9.答案：A
解析：铁的密度大于木头的密度，所以两个大小相同的实心铁球和实心木球，铁球的质量大一些；大小相同的铁球和木球到地面的距离相同，根据，则知高度相同，又因为铁球的质量大一些，所以铁球的重力势能大一些。故A正确，BCD错误。
故选：A
10.答案：B
11.答案：B
解析：小球做加速度先减小后逐渐增大的变速运动，小球速度先增大后减小，故A、D错。小球的重力势能逐渐减小，由于弹簧的压缩量逐渐增大，因此弹簧的弹性势能逐渐增大，故B正确，C错
12.答案：（1）
（2）
解析：解：（1）当时，小圆环恰好运动到导轨最低点，由几何关系可得弹性细绳的伸长量为，即细绳恰好恢复到原长。
小圆环下落高度为
由动能定理得
解得
（2）当时，小圆环运动到导轨上的点，此时弹性细绳处于伸长状态。此过程小圆环下落高度为
由动能定理得
解得